La théorie des algèbres d’opérateurs fut fondée en 1930 par John von
Neumann qui cherchait à formaliser mathématiquement la toute jeune
théorie de la mécanique quantique. L’idée est de remplacer l’algèbre
commutative des observables décrivant un système classique, par une
algèbre d’opérateurs sur un espace de Hilbert qui n’est plus
nécessairement commutative. Pour le physicien, la non-commutativité
encode alors les propriétés quantiques du système ainsi que sa
dynamique. Pour le mathématicien, elle est aussi la source de quantité
de phénomènes surprenants et de liens forts et féconds avec la théorie
ergodique, la théorie des groupes et de leurs représentations, la
topologie en basse dimension etc… Au cours de cet exposé, je donnerai
un petit aperçu de la théorie des algèbres de von Neumann et je
présenterai quelques résultats de recherche récents.

The objective of this work is the mathematical study for a Bresse system, consisting of coupled three wave equations in one dimensional open bounded domain. This system has its origin in the mechanics of structures and especially in the balance of elastic bars. We are interested in Bresse systems with three memories and three delays. The aim is the proof of the well-posedness and exponential stability of this system under some hypotheses.

L’exposé commencera par un bref rappel du formalisme de la mécanique quantique. Il traitera ensuite de la justification de la théorie de Gross-Pitaevskii à partir du problème à N corps. C’est une théorie effective qui est censée prévoir l’énergie fondamentale d’un gaz de bosons (dans un certain régime), son état fondamental et l’évolution de ce dernier au cours du temps. En particulier pour la dérivation de l’énergie, j’exposerai une méthode basée sur l’utilisation d’une version quantique du théorème de de Finetti.

Une carte est une structure combinatoire qui décrit le plongement d’un graphe sur une surface. Les cartes sont, de par leur structure très riche, des objets très importants en combinatoire énumérative. Elles sont également au croisement de plusieurs domaines des mathématiques (informatique graphique, physique théorique, géométrie algébrique), ce qui fait qu’elle ont été très étudiées dans les cinquante dernières années.
Après quelques principes de base de combinatoire énumérative, je présenterai quelques résultats standards de combinatoire des cartes. Je présenterai ensuite les liens entre les cartes et d’autres domaines des mathématiques, en me concentrant sur un exemple particulier : celui des limites de cartes aléatoires et leur lien avec la « gravité quantique 2D ». Si le temps le permet, j’expliquerai brièvement ce sur quoi je travaille, à savoir les liens entre les cartes et la hiérarchie KP.

Je parlerai des modèles espace-état où les observation sont multi-catégoricalles et longitudinales, et l’état est décrit par des modèles du type CHARN. Nous estimons l’état au moyen des récursivités de Kalman généralisées. Celles-ci reposent sur l’application d’une variété de filtres particulaires et de l’algorithme EM. Nos résultats sont appliqués à l’estimation du trait latent en qualité de vie. Ce qui fournit une alternative et une généralisation des méthodes existantes dans la littérature. Ces résultats sont illustrés par des simulations numériques et une application aux données réelles sur la qualité de vie des femmes ayant subi une opération pour cause de cancer du sein.

Travail réalisé conjointement avec Fabian Portmann et Jan Philip Solovej.

Le théorème de Jorgensen affirme que l’ensemble des volumes des variétés hyperboliques (complètes) de dimension 3 est une partie de R bien ordonnée. Le but de cet exposé est de comprendre les termes de cet énoncé et de se donner des éléments de preuve de ce résultat surprenant. On introduira les espaces hyperboliques de dimension 2 et 3, pour ensuite rentrer dans le monde des variétés hyperboliques de dimension 3 afin d’établir le lien entre leur topologie et ce mystérieux ensemble de volumes.

Le déplacement de micro-organismes dans des fluides biologiques est un problème d’interaction fluide-structure, qui peut se modéliser mathématiquement par un système d’équations aux dérivées partielles. La spécificité de ces structures biologiques est d’être capables de se déformer d’elles-mêmes, grâce à des moteurs internes. Néanmoins, nous verrons que toutes les déformations ne sont pas efficaces, notamment à cause du caractère visqueux des fluides biologiques. L’exposé fera un tour d’horizon de l’interaction fluide-structure à bas nombre de Reynolds, de la modélisation des structures actives, ainsi que de la résolution numérique du problème.

L’étude de l’évitabilité de certains schémas en combinatoire des mots est un champ de recherche qui remonte au début du siècle dernier avec les travaux d’Axel Thue. En 2011, un article de J. Cassaigne, J. D. Currie, L. Schaeffer et J. Shallit montrait qu’il était possible, en utilisant un alphabet de 4 chiffres, de construire un mot infini qui évite les cubes additifs. Autrement dit on ne peut pas trouver dans ce mot trois blocs consécutifs de mêmes tailles et de mêmes sommes de chiffres. Au delà de ce résultat, l’étude de la structure de cette preuve permet d’étendre le travail effectué par Cassaigne et al. et d’émettre plusieurs conjectures sur les mots évitant les cubes additifs. Le cas resté non-résolu à l’heure actuelle est celui des carrés additifs pour lequel certaines pistes peuvent être explorées.

Cet exposé sera un nano-cours sur les groupes de Coxeter. Je commencerai par définir ces genres de groupes.
Ensuite, j’énoncerai les premières propriétés des groupes de Coxeter et leur théorème de caractérisation.
Je terminerai par la définition d’une matrice et d’un graphe de Coxeter et si je temps le permet, j’énoncerais un théorème de classification.

Le retournement de sous-mot est une méthode combinatoire, introduite par Patrick Dehornoy en 1992, pour étudier des monoïdes définis par une présentation, un exemple bien connu de tels monoïdes est le monoïde de tresses. Dans une première partie, je définirai des notions naturelles de divisibilité sur les monoïdes. Ensuite, dans une deuxième, je présenterai la méthode de retournement de sous-mot, en particulier, son utilité pour calculer des ppcm, des pgcd, résoudre le problème de mot… Pour finir, dans une troisième partie, j’appliquerai cette méthode sur des exemples de monoïdes définis par une présentation.

Dans une première partie, je vous présenterai le modèle HMF Poisson
(Hamiltonian mean field model) et expliquerai dans quel contexte il
apparaît. Je définirai ensuite la notion de stabilité orbitale. Puis dans
un second temps, je démontrerai la stabilité orbitale des états
stationnaires qui sont solutions d’un problème de minimisation à une
contrainte. Pour finir, j’expliquerai comment il est possible de démontrer
la stabilité orbitale d’une classe plus grande d’états stationnaires.

A tout groupe de type fini, on peut associer un graphe, appelé graphe de Cayley. De cette façon, le groupe devient un espace métrique sur lequel il est possible de se promener. Dans cet exposé, on va s’intéresser aux liens entre marche
aléatoire sur ce graphe et propriétés (géo)métriques et algébriques du
groupe en question. On parlera d’un théorème de Polya, de géométrie à grande échelle et du paradoxe de Banach-Tarski, avec plein d’exemples : des groupes libres aux groupes abéliens en passant par les groupes d’allumeurs de réverbères.

Ces travaux, à la fois théoriques et numériques, portent sur la mise au point d’une méthode de calcul
rapide des effets des explosions aériennes en géométrie complexe. On se base pour cela sur des modèles
hyperboliques simplifiés de propagation d’ondes de choc du type Geometrical Shock Dynamics (GSD) et
Cinématique, où seul le front incident est modélisé (passage du 3D/5 équations pour les équations d’Euler au
2D/2 équations). L’analyse du problème de Riemann fait apparaitre une absence de solution pour le problème
de la diffraction d’un choc faible sur un coin convexe. Nous levons cette limitation au travers d’une extension
ad-hoc du modèle. L’effet de souffle consécutif à une explosion ponctuelle est ensuite introduit à partir d’une
loi pression/distance basée sur les résultats de simulations des équations d’Euler avec détonique. Un
algorithme lagrangien conservatif de suivi de front est développé en 2D. Des tests numériques montrent que
ce nouveau modèle se compare très favorablement à l’expérience, avec une réduction importante du temps
de calcul.

Le but de l’exposé est d’expliquer ce qu’est un groupe algébrique. L’exposé se veut accessible aux non-algébristes. Je commencerai par définir la topologie de Zariski sur un espace vectoriel, les variétés affines et les groupes algébriques. Je donnerai ensuite quelques exemples de ces objets et quelques propriétés. Si le temps le permet, je donnerai quelques exemples de variétés projectives qui interviennent dans le contexte des groupes algébriques réductifs (notamment les variétés de Schubert).

Le préconditionnement est couramment utilisé pour réduire l’effet des erreur numériques pour la résolution de systèmes linéaires.
Dans cet exposé nous proposons de l’utiliser pour stabiliser des schémas de résolution d’EDP paraboliques à l’aide de schémas type RSS.
Des applications de ce schémas sont données pour la résolution d’équations issues de la mécaniques des fluides (Équation de Navier-Stokes) mais aussi des équations utilisées en traitement des images (équations d’Allen-Cahn et Cahn-Hilliard).

Dans cet exposé, nous nous intéressons à la représentation et à la prise en compte des incertitudes dans les systèmes de prévision hydrologique probabilistes à moyen-terme. Ces incertitudes proviennent principalement de deux sources : (1) de l’imperfection des prévisions météorologiques (utilisées en intrant de ces systèmes) et (2) de l’imperfection de la représentation du processus hydrologique par le simulateur pluie-débit (SPQ) (au cœur de ces systèmes).

La performance d’un système de prévision probabiliste s’évalue par la précision de ses prévisions conditionnellement à sa fiabilité. L’approche statistique que nous suivons procure une garantie de fiabilité à condition que les hypothèses qu’elle implique soient réalistes. Nous cherchons de plus à gagner en précision en incorporant des informations auxiliaires.

Nous proposons, pour chacune des sources d’incertitudes, une méthode permettant cette incorporation : (1) un post-traitement des prévisions météorologiques s’appuyant sur la propriété statistique d’échangeabilité et permettant la prise en compte de plusieurs sources de prévisions, ensemblistes ou déterministes ; (2) un post-traitement hydrologique utilisant les variables d’état des SPQ par le biais d’un modèle Probit arbitrant entre deux régimes hydrologiques interprétables et permettant ainsi de représenter une incertitude à variance hétérogène.
Ces deux méthodes montrent de bonnes capacités d’adaptation aux cas d’application variés fournis par EDF et Hydro-Québec, partenaires et financeurs du projet. Elles présentent de plus un gain en simplicité et en formalisme par rapport aux méthodes opérationnelles tout en montrant des performances similaires.

Après avoir énoncé le formalisme des C*-algèbres commutatives en m’appuyant sur le cas simple de C_0(X) où X est un espace localement compact,
je donnerai un exemple de problème à N-corps quantique qui permet de construire une C*-algèbre dont nous déterminerons le spectre.
Il existe une action naturelle de R^n sur cette C*-algèbre. Si le temps me le permet, je donnerai des détails sur le spectre du produit
croisé de cette C^*algèbre par R^n.

La variété des caractères d’un groupe de type fini vers un groupe algébrique complexe est (à peu de choses près) l’ensemble des classes de conjugaisons de représentations de ce groupe de type fini vers le groupe algébrique complexe.
Cette variété peut avoir des singularités algébriques. Nous allons nous intéresser au cas où le groupe de type fini est un groupe libre ou un groupe de surface et le groupe algébrique complexe est PSL(p,C) avec p premier.
En particulier, nous montrerons que la classe de conjugaison d’une représentation irréductible dont le centralisateur est non-trivial est une singularité algébrique de la variété des caractères. Si le temps le permet, nous verrons des contre-exemples à cette propriété si l’on change le groupe de type fini.