Nicolas Lerner (Sorbonne Université)

Les inégalités de Carleman portent le nom du mathématicien suédois de l’université de Lund, Torsten Carleman (1892-1949). Celui-ci inventa en 1939 une méthode pour démontrer des propriétés de continuation unique pour des solutions d’équations aux dérivées partielles elliptiques. Ces méthodes ont été développées par la suite dans maints domaines des mathématiques. Dans cet exposé, nous suivrons le cours de l’histoire et examinerons pour commencer les résultats classiques d’unicité de Cauchy, dus à Alberto Calderón et Lars Hörmander, obtenus à la fin des années cinquante par la méthode de
Carleman. Nous évoquerons ensuite une partie des développements de cette méthode dans la période plus récente, avec des applications en théorie du contrôle, en théorie spectrale et en mécanique des fluides.

Zeev Rudnick (Université de Tel-Aviv)

One of the outstanding insights in the field of « Quantum Chaos » is a conjectural description of local statistics of the energy levels of simple quantum systems according to crude properties of the dynamics of classical limit, such as integrability, where one expects Poisson statistics, versus chaotic dynamics, where one expects Random Matrix Theory statistics. These insights were obtained by physicists in the last quarter of the 20-th century. However, mathematicians are far behind in understanding the scope and validity of this theory. The first part of the lecture will be dedicated to an introduction to these conjectures. In the second part, I will describe more recent work on statistics of the minimal gap between the eigenvalues for one such simple integrable system, a rectangular billiard having irrational squared aspect ratio. When the aspect ratio is the « golden ratio », the problem involves some curious and entertaining properties of the Fibonacci sequence.

Patrick Popescu-Pampu (Université de Lille)

Toute hypersurface singulière dans une variété lisse est localement une limite d’hypersurfaces lisses : il suffit de la regarder comme niveau d’une fonction. C’est aussi le cas, pour une raison analogue, des intersections complètes d’hypersurfaces. Lorsqu’on ne s’intéresse qu’à un germe d’intersection complète au voisinage de l’un de ses points singuliers, les parties des hypersurfaces lisses qui tendent vers lui s’appellent les fibres de Milnor du germe. Ce sont des variétés lisses, compactes, à bord, bien définies à difféomorphisme près. Bien qu’elles aient fait l’objet d’études incessantes depuis que John Milnor les a introduites en 1968, leur caractérisation parmi les variétés lisses est encore largement ouverte. Walter Neumann et Jonathan Wahl conjecturèrent en 2004 que pour les germes en épissure qu’ils avaient introduits quelques années auparavant, les fibres de Milnor pouvaient être reconstruites à partir de celles de germes en épissure élémentaires. Un peu comme une molécule se laisse décomposer chimiquement en atomes. J’expliquerai le contexte qui les a menés à cette conjecture, ainsi que les grandes lignes de sa preuve, que j’ai obtenue avec Angelica Cueto et Dmitry Stepanov.

Olga Paris-Romaskevich (CNRS, Université d’Aix-Marseille)

En mathématiques, nous savons jouer au billard dans une table de n’importe quelle forme.
Je parlerai dans mon exposé d’un nouveau jeu encore moins conventionnel — jouer au billard à l’intérieur d’un pavage.

Un tel système dynamique s’avère être lié aux problèmes classiques (et moins classiques) en dynamique (dynamique des échanges d’intervalles) et en topologie (problème de Novikov des sections planes des surfaces 3-périodiques).

Je vais me concentrer sur le cas du billard dans un pavage triangulaire périodique — celui que je comprends le mieux !

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Devoir-maison (pas très dur) avant l’exposé :
visionner un film d’animation magnifique fait par Ofir David en suivant le lien :

Olivier Benoist (École Normale Supérieure de Paris)

Le 17ème problème de Hilbert, résolu en 1927 par Artin, affirme que tout polynôme réel qui ne prend que des valeurs positives est une somme de carrés. La positivité des sommes de carrés est donc la seule source d’inégalités polynomiales ! Je présenterai l’histoire de cette question, des développements récents, et des problèmes ouverts d’énoncés élémentaires.

Emmanuel Kowalski (ETH, Zurich)

Les objets arithmétiques d’apparence les plus simples, par exemple les
nombres entiers, ou des sommes finies de racines de l’unité, semblent
souvent avoir un comportement imprévisible, mais qui obéit
statistiquement à des règles précises. L’exposé présentera différents
exemples de tels phénomènes ainsi que des applications récentes.

Marie Theret (Université Paris Nanterre)

Considérons le graphe de sommets les points de Z^d muni des arêtes reliant les sommets à distance euclidienne 1. Le modèle de percolation de premier passage sur Z^d consiste à associer aux arêtes de ce graphe une famille de variables aléatoires indépendantes et de même loi, à valeurs positives. La variable associée à une arête représente le temps nécessaire pour traverser l’arête, ce qui permet de modéliser des phénomènes de propagation (propagation d’une information dans un réseau social, d’une maladie au sein d’une population, de l’eau à l’intérieur d’une roche poreuse). Nous présenterons une propriété qui joue un rôle central dans l’étude de ce modèle : la sous-additivité.

Vincent Borrelli (Université de Lyon)

Au milieu des années 50, John Nash énonce un théorème de « plongements isométriques » dont les conséquences sont déconcertantes. Il implique en effet que l’on peut réaliser un tore plat dans l’espace ambiant c’est-à-dire identifier les bords opposés d’une feuille de papier sans créer le moindre pli ni la moindre intersection. Il implique également l’existence d’une application qui envoie la sphère unité à l’intérieur d’une boule de rayon arbitrairement petit tout en préservant les longueurs des courbes tracées à sa surface. Ces objets, appelés tore plat 3D et sphère réduite, sont restés longtemps mystérieux jusqu’à ce qu’une théorie inventée par Mikhail Gromov, l’intégration convexe, ouvre la voie à leur construction explicite et à leur visualisation. Dans cet exposé, nous nous intéresserons à cette construction ainsi qu’à la structure géométrique en « fractale lisse » qu’elle a révélée.

Joerg Seiler (Turin)

There are many examples of calculi/algebras of pseudodifferential operators that have been designed to analyze different sorts of elliptic partial differential operators, in particular to characterize their Fredholm property and regularity properties of solutions of associated pde’s in suitable function spaces, using a parametrix construction within the algebra. This ranges from  pseudodifferential operators on smooth closed manifolds (where ellipticity of an operator is characterized by the invertibility of its homogeneous principal symbol) to operator algebras for singular manifolds like manifolds with conical points, edges, and corners (where ellipticity is characterized by a hierarchy of principal symbols associated with the stratification of the manifold). Also boundary value problems can be treated in such a way. L. Boutet de Monvel developed a calculus for smooth manifolds with boundary which allows to treat classical boundary conditions like Dirichlet or Neumann conditions. Ellipticity in this calculus corresponds to the classical Shapiro-Lopatinskij ellipticity. This calculus has been extended by Schulze to also cover so-called global projection conditions, for example spectral boundary conditions for Dirac operators.

It will be discussed how parts of Schulze’s construction can be obtained in a general framework of  so-called operators of Toeplitz type associated with a given algebra of pseudodifferential operators and that a corresponding approach also applies to complexes of operators. Fredholm property in this context means finite dimension of all associated cohomology spaces. For smooth manifolds with boundary it turns out that every complex of differential operators, which is fibre-wise exact on the level of homogeneous principal symbols, can be complemented with boundary conditions (i.e., a complex-isomorphism to a complex of operators on the boundary) in such a way that the resulting mapping cone is a Fredholm complex. There is a topological obstruction which decides whether these boundary conditions can be chosen from the usual Boutet de Monvel calculus or when they must involve global projection conditions. This extends and makes precise results due to A. Dynin. Parts of this talk are joint work with B.-W. Schulze.

Sébastien Gouëzel

Les assistants de preuve sont des outils informatiques qui permettent de formaliser et vérifier tous les détails d’une preuve. Alors qu’ils sont développés et utilisés depuis longtemps par des informaticiens (notamment pour prouver qu’un programme fait bien ce qu’il attend de lui), leur adoption par des mathématiciens est beaucoup plus récente. Je décrirai à travers mon expérience personnelle ce que ces outils permettent déjà de faire, notamment pour des résultats niveau recherche, mais aussi les difficultés que pose leur utilisation pour un mathématicien. Et j’espère aussi dissiper quelques fantasmes !

François Baccelli (ENS Paris)

Résumé :

L’exposé portera sur les dynamiques déterministes sur des graphes aléatoires infinis. Une telle dynamique peut être vue comme un ensemble de règles de navigation sur les noeuds du graphe, qui sont des fonctions de la seule géométrie locale du graphe enraciné. Nous nous concentrerons sur des graphes aléatoires qui sont unimodulaires (vérifient les équations de transport de masse) et sur les règles de navigation qui sont covariantes (invariantes par isomorphismes de graphes enracinés).

Nous donnerons une classification de ces dynamiques basée sur les propriétés de leurs variétés stables. Cette classification est fondée sur l’identification d’une famille d’arbres aléatoires critiques dont les propriétés fondamentales seront présentées.

Ces notions seront illustrées par des exemples issus de la théorie des processus ponctuels, des processus de branchement, de la théorie des graphes aléatoires infinis et de celle des processus aléatoires.

Travail en collaboration avec M.-O. Haji-Mirsadeghi et A. Khezeli.

Jean-Yves Chemin (Université Pierre et Marie Curie)

Résumé:  Dans le cas des groupes commutatifs, l’espace des fréquences, c’est-à-dire l’espace de la variable de Fourier est l’ensemble des caractères, ou l ‘une de ses paramétrisations. Dans le cas familier de l’analyse sur $mathbf{R}^n$, il s’agit de l’ensemble des formes linéaires sur $mathbf{R}^n$. Rien de tel dans le cadre des groupes non commutatifs où l’on doit utiliser les représentations. Après avoir rappeler les points essentiels de cette théorie,  nous expliquerons les problèmes qu’elle pose et définirons la transformation de Fourier comme fonction sur un espace métrique complet  singulier  explicite.

Texte de l’auteur

James Maynard (University of Oxford)

James Maynard est un théoricien des nombres, professeur à l’université d’Oxford. Il s’est fait connaître en donnant une nouvelle preuve du théorème de Zhang concernant l’infinité des paires de nombres premiers séparés d’une quantité bornée.

En 2016, il a résolu une conjecture d’Erdös sur les grands écarts entre nombres premiers. C’est la conjecture résolue pour laquelle Erdös avait offert le prix le plus élevé.

Abstract: One of the oldest problems about prime numbers is asking how many primes there are of a given size in an arithmetic progression. Dirichlet’s famous theorem shows that there are large primes in the progression unless there is an obvious reason why not, but more refined questions lead quickly to statements equivalent to versions of the Riemann Hypothesis, which unfortunately remains unsolved.

Chengbo Zhu (National University of Singapore)

Olivier Debarre (ENS Paris)

La définition de la rationalité d’une variété algébrique X définie sur un corps K peut être donnée de deux façons.

La première, géométrique, est de dire que la variété X est très proche d’être un space affine K^n, c’est-à-dire qu’on peut  paramétrer, de façon presque biunivoque, a variété X par K^n (ici, n est la dimension de X).

La seconde, algébrique, est de demander que le corps des fonctions rationnelles sur X soit une extension transcendante pure de K, isomorphe donc au corps des fractions rationnelles K(T_1,…,T_n)$ en n indéterminées.

La question de décider si une variété algébrique donnée (par exemple par des équations polynomiales) est rationnelle ou non est en général très difficile mais est plus accessible du point de vue géométrique.

Après avoir présenté des exemples classiques, je parlerai de résultats spectaculaires obtenus récemment sur le comportement de la rationalité dans une famille de variétés (X_t) (l’ensemble des t pour lesquels X_t est rationnelle est-il ouvert, fermé, etc. ?).

Jan Derezinsky

(Université de Varsovie)

Abstract: First I will describe a certain natural holomorphic family of closed operators with interesting spectral properties. These operators can be fully analyzed using just trigonometric functions. Then I will discuss one- dimensional Schrödinger operators with inverse square potential and general boundary conditions, which I studied recently with S.Richard. Even though their description involves Bessel and Gamma functions, they turn out to be equivalent to the previous family.

Some operators that I will describe are homogeneous – they get multiplied by a constant after a change of the scale. In general, their homogeneity is weakly broken-scaling and induces a simple but nontrivial ow in the parameter space. One can say (with some exaggeration) that they can be viewed as « toy models of the renormalization group ».

Based on

Djalil Chafaï (Université Paris-Dauphine)

Résumé : 

Cet exposé présente quelques aspects de l’étude de modèles de matrices aléatoires, notamment le comportement des valeurs propres en grande dimension. Un effort particulier est fait pour mettre en avant la structure et les méthodes, entre analyse, probabilités, et physique statistique.

Élise Janvresse (Université de Picardie)

Résumé : Il est bien connu que les suites de Fibonacci croissent exponentiellement vite. En 2000, Viswanath a introduit les suites de Fibonacci aléatoires, définies par la relation de récurrence suivante :

F(n+1)= F(n)±F(n-1)

où le signe + ou – est donné par une suite de tirages à pile ou face.
Nous nous intéresserons dans cet exposé à la croissance des suites de Fibonacci aléatoires et de leurs généralisations.

Élise Janvresse est une spécialiste de théorie ergodique et probabilités. Après s’être intéressée au comportement asymptotique des systèmes de particules, son spectre scientifique s’est élargi aux suites de Fibonacci aléatoires, loi de Benford, marches aléatoires sur la sphère et le groupe orthogonal, applications au traitement d’images cérébrales, suspensions de Poisson et systèmes dynamiques en mesure infinie parmi d’autres sujets.

Elle est aussi une excellente vulgarisatrice, auteure de plusieurs livres, exposés grand public et articles dans de nombreux magazines.

Gilles Lebeau (Université de Nice)

Résumé de l’exposé. Dans l’article « Restriction of Fourier Transform to Quadratic Surfaces and Decay of Solutions of Wave Equations. Duke Math. Journal, 44, 1977 », R. Strichartz a introduit les inégalités qui portent son nom, pour résoudre certaines équations d’ondes non linéaires. Elles sont devenues un outil fondamental pour l’étude du problème de Cauchy pour les équations d’évolutions dispersives non linéaires (ondes, Schrödinger,…) et en analyse harmonique pour l’étude des estimations Lp des projecteurs spectraux. Nous présenterons ces inégalités, ainsi que des résultats récents (en collaboration avec R. Lascar, O. Ivanovici et F. Planchon) dans des domaines bornés, et certains problèmes ouverts.

Stéphane de Bièvre
(Université de Lille)

Que les systèmes macroscopiques isolés tendent vers un état d’équilibre thermodynamique est une loi de base de la thermodynamique. Expliquer comment et pourquoi ceci se passe en termes de la dynamique sous-jacente des constituents de ces systèmes reste un problème difficile et largement ouvert et activement étudié. Après avoir posé le problème, je passerai en revue quelques résultats récents sur des systèmes modèle simples.