Soit X une surface géométriquement rationnelle définie sur R et M une composante connexe de X(R). Le théorème de Comessatti (1914) affirme que si X est non-singulière et M orientable, alors M est une sphère ou un tore. Nous avons montré que si X admet des singularités Du Val et que M est un orbifold orientable, alors M est sphérique ou euclidien. Mais le cas non-orientable réservait une surprise : en effet lorsque X est minimale et non-singulière, M ne peut pas être de type hyperbolique (Comessatti encore). Nous avons construit un exemple singulier où X est minimale et M est de type hyperbolique. Ces résultats ont notamment des applications à la classification des variétés réelles de dimension 3 qui sont rationnellement connexes. (Travail en collaboration avec Fabrizio Catanese.)
Après avoir rappelé des résultats classiques relatifs aux inégalités de type iso-périmétriques dans les problèmes de valeurs propres du laplacien, je présenterai quelques résultats numériques liés à ces problèmes. Dans un deuxième temps, je m'intéresserai plus en détail à un problème de partition optimale qui a reçu une attention particulière ces dernières années.
Combien de points doubles (singularités A_1 ) peut avoir une surface algébrique complexe de degré d? D'après Miyaoka, ce nombre est asymptotiquement borné par 4/9 * d^3 , et Chmutov construisit des surfaces de degré d avec 5/12 * d^3 points doubles. Pour une surface algébrique réelle, on peut donner une meilleure borne sur le nombre de points doubles isolés : 5/12 * d^3 . Savoir si ces deux bornes supérieures (complexes et réelles) sont optimales est toujours un problème ouvert. Le but de cet exposé est d'expliquer la méthode de construction de Chmutov, et d'expliquer comment l'adapter pour construire des surfaces algébriques réelles avec 1/4 * d^3 points doubles isolés. J'expliquerai aussi pourquoi cette méthode ne peut donner de meilleur résultat. Ce travail est en commun avec Oliver Labs.
Pour des problèmes généraux de contrôle optimal, on démontre que, s'il n'existe aucune trajectoire singulière minimisante, alors la fonction valeur associée est sous-analytique, mais perd cette propriété en général en présence de telles trajectoires (ces notions sont rappelées et discutées, ainsi que la validité et la pertinence de cette hypothèse). Ces résultats ont des conséquences dans les théories d'Hamilton-Jacobi et de stabilisation: on montre que la solution de viscosité de certaines classes d'équations d'Hamilton-Jacobi (de type eikonales généralisées) est sous-analytique, ce qui implique en particulier que l'ensemble des singularités de la solution de viscosité est une sous-variété stratifiée de codimension au moins un; on montre également des résultats généraux portant sur la stabilisation de systèmes de contrôle.
Cette série d'exposés, destinée à un large public, a pour but d'expliquer plusieurs résultats nouveaux obtenus en collaboration avec János Kollár (Princeton).
Dans ce troisième opus, nous étudierons les transformations de Cremona qui préservent la sphère. Nous prouverons que l'action de ces transformations sur la sphère est fortement transitive. Nous montrerons comment utiliser ce résultat pour en déduire un résultat de densité sur les surface non orientables.
L'ambition au terme de la série d'exposés est de montrer que l'action des transformations de Cremona sur les points réels des quadriques révèle toute la complexité des difféomorphismes de la sphère, du tore et de toutes les surfaces non orientables. Le résultat principal dit que si X est rationnelle, alors Aut(X), le groupe des automorphismes algébriques, est dense dans Diff(X), le groupe des difféomorphismes de X. Ces groupes sont notamment étudiés pour leurs propriétés dynamiques.
Nous étudions les fibrations de Lefschetz réelles. Nous présentons des invariants de fibrations de Lefschetz réelles au dessus de D^2 ou S^2 n'ayant que des valeurs critiques réelles. Dans le cas où le genre des fibres est égal à 1 (elliptique), nous obtenons un objet combinatoire, appelé le diagramme de collier. En utilisant les diagrammes de collier nous obtenons une classification des fibrations de Lefschetz elliptiques réelles admettant une section réelle et dont toutes les valeurs critiques sont réelles. Nous définissons les diagrammes de collier raffinés pour les fibrations qui n'admettent pas de section réelle. Grâce aux diagrammes de collier, nous observons l'existence de quelques exemples intéressants.
Les inégalités matricielles linéaires généralisent les systèmes d'inégalités linéaires. Pour les résoudre il existent des méthodes numériques extrêmement efficaces. En même temps, des résultats récents de Helton, Nie et Vinnikov montrent que beaucoup des ensembles semi-algébriques convexes peuvent être définis par une inégalité matricielle linéaire sans ou avec variables additionnelles. Ceci est en forte contraste avec les systèmes d'inégalités linéaires qui définissent toujours un polyèdre. La seule condition nécessaire connue en ce moment pour un ensemble de s'écrire dans ce sens avec ou sans variables additionnelles est d'être respectivement semi-algébrique convexe ou rigidement convexe. Il semble même possible que ces conditions sont suffisantes. Cet exposé est une introduction au sujet avec des contributions modestes récemment obtenues en commun avec Tim Netzer et Daniel Plaumann.
School : 20 - 22 October 2008 + Workshop : 23 & 24 October 2008
Cette série d'exposés, destinée à un large public, a pour but d'expliquer plusieurs résultats nouveaux obtenus en collaboration avec János Kollár (Princeton).
Ce deuxième opus sera dédié à l'action des transformations de Cremona sur les surfaces non orientables. On y apprendra notamment comment un éclatement transforme la topologie d'une surface et comment on peut agir algébriquement sur le mapping class group d'une surface non orientable.
L'ambition au terme de la série d'exposés est de montrer que l'action des transformations de Cremona sur les points réels des quadriques révèle toute la complexité des difféomorphismes de la sphère, du tore et de toutes les surfaces non orientables. Le résultat principal dit que si X est rationnelle, alors Aut(X), le groupe des automorphismes algébriques, est dense dans Diff(X), le groupe des difféomorphismes de X. Ces groupes sont notamment étudiés pour leurs propriétés dynamiques.
Le nombre de Picard \rho d’une surface lisse S est le rang du groupe engendré par les diviseurs modulo équivalence numérique. Ce nombre est borné par h^{1,1}(S) ; quand \rho=h^{1,1}(S), la surface S est dite « singulière » (terminologie due à Shioda). Les exemples de surfaces « singulières » sont usuellement obtenus à partir de surfaces possédant des symétries et contenant beaucoup de courbes rationnelles (par exemple, (-2)-courbes ou bien droites dans le cas d’une hypersurface). Une surface de Fano est une surface de type général qui paramètre les droites d’un solide cubique. Dans cet exposé, on construit des surfaces de Fano « singulières » contenant beaucoup de courbes elliptiques. L’étude des courbes elliptiques d’une surface de Fano S est initialement motivée par le problème de l’amplitude du fibré cotangent de S, nous expliquerons cet aspect. Nous illustrerons cet exposé par l’exemple de la surface de Fano du solide cubique:
x_1^3+....+x_5^3=0 ,
unique surface de Fano contenant 30 courbes elliptiques.
A une courbe irréductible dans le plan projectif, on peut associer son complément, qui est une surface affine. Si deux courbes sont projectivement équivalentes, i.e. s'il existe un automorphisme du plan qui envoie l'une sur l'autre, les complémentaires sont évidemment isomorphes. En 1984, Hisao Yoshihara conjecturait la réciproque. J'essaierai de présenter cette conjecture, ainsi que les nombreux cas où elle a été démontrée. Puis je donnerai un contre-exemple à la conjecture, à l'aide de courbes de degré 39 bien particulières.
Given integers m and c satisfying m-2 >= c >= 2, we explicitly construct a nonsingular m-dimensional algebraic subset of P^{m+c}(R) that is not isotopic to the set of real points of any nonsingular complex algebraic subset of P^{m+c}(C) defined over R. The first examples of this type were obtained by Akbulut and King in a more complicated and nonconstructive way, and only for certain large integers m and c.
Cette série d'exposés, destinée à un large public, a pour but d'expliquer plusieurs résultats nouveaux obtenus en collaboration avec János Kollár (Princeton).
Ce premier opus sera centré sur les motivations et les résultats dont les énoncés n'appellent pas, ou peu, de technique. On m'a suggéré comme titre « Géométrie algébrique pour les nuls », mais cela m'a semblé trop ambitieux. Nous nous intéresserons aux approximations des applications continues par des applications rationnelles (penser au théorème de densité de Weierstrass sur les polynômes) de la sphère et du tore. Ensuite, nous verrons comment cette question d'approximation change radicalement quand on exige des applications continues (resp. rationnelles) de posséder une réciproque continue (resp. rationnelle).
L'ambition au terme de la série d'exposés est de montrer que l'action des transformations de Cremona sur les points réels des quadriques révèle toute la complexité des difféomorphismes de la sphère, du tore et de toutes les surfaces non orientables. Le résultat principal dit que si X est rationnelle, alors Aut(X), le groupe des automorphismes algébriques, est dense dans Diff(X), le groupe des difféomorphismes de X. Ces groupes sont notamment étudiés pour leurs propriétés dynamiques.
La transformation de Cremona de l'espace projectif de dimension 3 la plus simple est l'involution S : (x_0 : x_1 : x_2 : x_3) -> (1/x_0 : 1/x_1 : 1/x_2 : 1/x_3) qui est un homéomorphisme en dehors du tétraèdre (x_0x_1x_2x_3 = 0). En étudiant l'action de S sur les surfaces quadriques réelles, nous avons montré que S et ses conjuguées engendrent un sous-groupe dense de Homéo(S^2), le groupe des homéomorphismes de la sphère. Dans cet exposé, nous montrerons que ce résultat de densité s'étend au cas des surfaces non orientables et en particulier comment réaliser « algébriquement » le mapping class group de ces surfaces. Enfin nous expliquerons pourquoi il ne peut y avoir de résultat similaire pour les surfaces orientables de genre supérieur à 2. (Travail en collaboration avec J. Kollár.)
Nous présentons un théorème de transversalité dans la catégorie des stratifications régulières (C. Murolo, A. Du Plessis et D. Trotman) qui généralise et améliore un résultat de M. Goresky (1981). Nous en donnons deux démonstrations différentes en insistant sur les différences essentielles (2003, TAMS) et (2005, JLMS). Nous illustrerons par des applications à une théorie de l'homologie dont l'espace ambiant, les cycles et les cocycles sont des espaces stratifiés, introduite par Goresky (1976 thèse et 1981 TAMS) et étendue par C. Murolo (RdM 1994, T&iA 1996, thèse 97). Lors de l'exposé quelques problèmes ouverts et conjectures seront evoqués.
A geometric-combinatorial construction suggested by Gabrielov and Vorobjov (2007) allows one to approximate a set definable in an o-minimal structure, such as a real semialgebraic or sub-Pfaffian set, by an explicitly constructed monotone family of compact definable sets homotopy equivalent to the original set. This implies improved upper bounds for the Betti numbers of non-compact semialgebraic, fewnomial, and sub-Pfaffian sets.