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.
Current continuation methods for finding all solutions to systems of polynomial equations first compute all complex solutions, and then sieve them to find the real solutions. This method is not optimal in that number of paths to be followed may not reflect the actual number of real solutions. This problem is particularly acute for fewnomial systems, a class of systems whose number of real solutions is typically much smaller than their number of complex solutions. Recent work has established a new bound for the number of real solutions to a system of fewnomials, by transforming the system of polynomials into an equivalent system of master functions on a hyperplane complement, called the gale dual system. Sturmfels observed that the method used to establish those bounds, the Khovanskii-Rolle Theorem, could be the basis of a continuation algorithm to compute all real solutions, which has the additional feature that the path continuation only follows real solutions. In this talk, I will sketch the main ideas in this new algorithm. This will also include a sketch of the proof of these new fewnomial bounds, and some of the continuation issues which arisen in an implementation of the algorithm. We remark that the complexity of this algorithm depends on the ambient (real dimension) and the fewnomial bound, and not on the number of complex solutions. The implementation of the algorithm is joint work with Daniel J. Bates, while the fewnomial bounds and reduction to Gale systems is work with Frédéric Bihan and Bates.
On considère un type de métriques riemanniennes singulières qui apparait naturellement en théorie du contrôle : soient X et Y deux champs de vecteurs sur une variété M de dimension 2. Si X et Y forment partout une famille libre, ils définissent naturellement sur M une métrique riemannienne dont ils forment un champ de bases orthonormées. Quand X et Y ne sont plus partout linéairement indépendants, sous certaines conditions génériques de non intégrabilité de la distribution qu'ils engendrent, ils définissent sur M une métrique sous-riemannienne sur une distribution de rang non constant, qu'on peut voir comme une métrique riemannienne singulière. Ces structures font apparaître des phénomènes intéressants, en particulier pour ce qui concerne les liens entre courbure, lieu conjugué et topologie de la variété. Je présenterai, lors de cet exposé, un résultat du type ``formule de Gauss-Bonnet'' démontré par Agrachev, Boscain et Sigalotti et expliquerai les difficultés liées à sa démonstration dans le cas ou la métrique présente des singularités de type Martinet.
Cet exposé fera un survol du domaine de la topologie des images, ou digital topology'', ainsi que quelques-unes de ses applications. L'espace image est vu comme un sous-ensemble de Z^n, une forme dans une image est un sous-ensemble de Z^n. Nous présenterons ainsi les approches graphes, cellulaires et intermédiaires. On verra qu'une des difficultés est de définir ce qu'est une surface (discrète'' donc) dans ces espaces, afin de retrouver les propriétés classiques de l'espace euclidien. Ensuite, nous montrerons quelques algorithmes effectifs d'extraction de surfaces, avec quelques applications. Si le temps le permet, nous nous intéresserons au calcul effectif de l'homologie, afin d'obtenir des invariants topologiques sur les formes discrètes.
Dans cet exposé, nous donnons une caractérisation très complète des courbes singulières pour une distribution D générique (la notion de généricité utilisée ici est très forte car générique signifie appartenant à un ouvert dense de l'ensemble des distributions, dont le complémentaire est de codimension arbitrairement grande). Nous établirons que, si D est générique, toute courbe singulière admet un unique relèvement extrémal par le principe du maximum de Pontryagin et que le contrôle associé à la trajectoire se calcule presque partout par feedback à partir de ce relèvement. Ceci nous permet de montrer en particulier que, si D n'est pas de dimension 2, une métrique sous-riemannienne (D,g) générique n'admet pas de trajectoire minimisante singulière, ce qui à son tour a de nombreuses conséquences sur la régularité de la distance et des sphères sous-riemanniennes.
Après avoir exposé quelques motivations de ce travail dans la sphère de l'optimisation : méthodes de gradient, minimisation alternée..., nous montrerons comment les inégalités de Lojasiewicz peuvent se caractériser dans un cadre relativement général, ie celui des fonctions convexes à un carré près dans les espaces de Hilbert. On examinera en particulier les reformulations en termes de ``bornes d'erreurs'', de lipschitzianité de l'application sous-niveau, de talweg ou encore de flots de sous-gradient. Quelques résultats positifs et négatifs concernant les fonctions convexes seront évoqués.
On donnera les ingredients principaux de la construction du complexe de Morse-Smale a coefficients dans Z_2.
Cet exposé a pour but de nous montrer que le problème de modélisation de l’évolution cinématique d’une voiture avec n remorques étudié par F. Jean et qui est décrit par une distribution de Goursat sur l’espace de configuration R^2 \times (S1)^{n+1}, se généralise en un problème de modélisation cinématique du bras articulé de longueur n sur R^{k+1} de sorte qu’à cette modélisation est naturellement associée une distribution multi-drapeaux spéciaux. On montre une généralisation des singularités construites par F.Jean dans ce contexte en liaison avec les singularités définies par P.Mormul pour les distributions drapeaux spéciaux.