Dans une première partie, à partir d’une équation d’évolution, on construit une famille de noyaux indexée par le temps qui permet de définir une famille d’espaces de fonctions (RKHS). On construit une famille d’opérateurs de Koopman qui permettent de passer d’un noyau initial (temps 0) au noyau au temps t. Pour décrire cet opérateur simplement, on cherche à diagonaliser un opérateur qui est relié. Dans une seconde partie, on montre que les équations stochastiques de Navier- Stokes LU qui dépendent d’un paramètre sur un ouvert borné en dimension 2 et 3 admettent des solutions faibles (solutions martingales), avec unicité en dimension 2. Puis on montre qu’une famille de solutions indexée par ce paramètre converge, lorsque ce paramètre tend vers 0, vers une solution de l’équation de Navier- Stokes déterministe. Dans une troisième partie, on fixe le paramètre précédent égal à 1, on souhaite voir une solution des équations de Navier-Stokes LU comme limite de solutions d’une nouvelle équation appelée Navier-Stokes avec advection aléatoire dépendant d’un paramètre.Pour cela on utilise la méthode de la fonction perturbée.

La thèse porte sur l’analyse spectrale des opérateurs pseudo-différentiels unidimensionnels et sur certains aspects de l’analyse microlocale analytique. Dans un premier temps, nous nous intéressons à la méthode de Helffer et Sjöstrand basée sur les estimées d’Agmon, donnant un équivalent optimal de la séparation des plus petites valeurs propres des opérateurs de Schrödinger symétriques. Nous étendons leur stratégie à une certaine classe d’opérateurs pseudo-différentiels, apparaissant par exemple après une réduction de dimension micro- locale du laplacien magnétique. La pierre angulaire de la preuve est que, grâce à la phase stationnaire et à l’inégalité de Fefferman-Phong, nous sommes en mesure de montrer que le comportement de ces opérateurs pseudo-différentiels est, en fait, proche de celui des opérateurs de Schrödinger. Dans la deuxième partie, nous plongeons dans la théorie des opérateurs intégraux de Fourier complexes, pour étudier le spectre de Bohr-Sommerfeld d’opérateurs pseudo-différentiels (dans le cas où les courbes d’énergie sont difféomorphes au cercle). Nous montrons qu’il est possible de trouver des quasimodes microlocaux exponentiellement précis (mais sous- optimaux) pour approximer les fonctions propres. Le fait que le développement semi-classique de la condition de quantification de Bohr-Sommerfeld soit donné par un symbole analytique classique avec une précision exponentielle était connu “en principe” par les experts du domaine comme une conséquence d'un travail de Gérard et Sjöstrand sur les résonances. Cependant, en utilisant des quasimodes exponentiellement précis, nous fournissons une preuve assez élémentaire. Dans les chapitres restants, nous mettons en œuvre une forme normale de Darboux-Carathéodory et élargissons les résultats à un cadre non auto-adjoint.

Cette thèse adresse les problématiques posées par les interactions non-linéaires entre les ondes internes et un écoulement turbulent. Nous proposons en particulier des méthodes pour l’estimation de ces ondes et des courants à partir de données altimétriques. Ces méthodes sont principalement déduites de la Proper Orthogonal Decomposition, permettant un couplage statistique de ces deux dynamiques.

Dans cette thèse, on s’intéresse à un produits de matrices indépendantes et de même loi. Étant donnée une suite aléatoire de matrices carrées, à coefficients réels, indépendantes et de même loi, on s’intéresse à la suite formée par les produits de gauche à droite des éléments de cette suite. Sous des hypothèses de forte irréductibilité et de proximalité dont on précisera le sens, on construit à l’aide d’un algorithme déterministe une suite aléatoire d’indices, dits temps pivots, qui sépare la suite de base en blocs dont les produits vérifient de bonnes propriétés d’alignement. On entend par là que la norme matricielle du produits de deux blocs consécutifs est minorée par le produit des normes de chaque blocs et d’une constante non aléatoire. Des propriétés de cette construction, que l’on énoncera plus en détail, on déduit une loi des grands nombre et des inégalités de grandes déviations par em dessous pour le premier trou spectral du produit. On montre aussi l’existence d’une mesure invariante sur l’espace projectif sans hypothèse d’inversibilité ainsi que la convergence exponentielle de toutes les classes projectives des colonnes de la matrice produit vers une limite aléatoire. Sous une hypothèse d’inversibilité, on montre une inégalité de concentration pour la classe projective du produit dont on déduit une loi des grands nombres pour les coefficients et pour le rayon spectral sous l’hypothèse optimale de moment d’ordre 1.

Une théorie générale des systèmes hybrides reste toujours prématurée, malgré le grand intérêt qui lui a été attribué. Souvent, nous considérons une sous classe spécifique des systèmes hybrides pour mener des études concises et obtenir des résultats pertinents. Dans cette thèse, nous sommes intéressés spécifiquement par l'existence et l'unicité de solutions pour un système de complémentarité linéaire. Ce dernier est en corrélation avec le problème de complémentarité linéaire. À cet égard, l'existence et l'unicité de solutions des deux problèmes est fortement liée à plusieurs classes de matrices comme les P et Q-matrices. Notre objectif principal est d'éclaircir la structure qui se cache derrière ces propriétés matricielles pour éventuellement analyser les solutions d'une manière efficace. L'objectif actuel de cette thèse est de caractériser la Q-matricité pour mieux comprendre l'aspect géométrique de la théorie de complémentarité. Par conséquent, nous mettons en évidence la nature inductive de la Q-matricité dans certains cas particuliers. De plus, nous énonçons une caractérisation des Q-matrices pour n=3 qui fournit un ensemble de test fini pour vérifier la Q-matricité dans l'espace. Enfin, nous examinons les séparations des paires de complementarité par des hyperplans de complémentarité pour énoncer des conditions nécessaires de la Q-matricité.

Cette thèse porte sur l’application du Machine Learning à l’étude d’équations différentielles fortement oscillantes. Plus précisément, on s’intéresse à une manière d’approcher de manière précise et avec le moins de calculs possible la solution d’une équation différentielle en s’aidant de réseaux de neurones. Tout d’abord, le cas autonome est étudié, où les propriétés de l’analyse rétrograde et des réseaux de neurones sont utilisés afin d’améliorer des méthodes numériques existantes, puis une généralisation au cas fortement oscillant est proposée afin d’améliorer un schéma numérique d’ordre un spécifique à ce cas de figure. Ensuite, les réseaux de neurones sont utilisés afin de remplacer les calculs préalables nécessaires à l’implémentation de méthodes numériques uniformément précises permettant d’approcher les solutions d’équations fortement oscillantes, que ce soit en partant des travaux mis en œuvre pour le cas autonome, ou bien en utilisant une structure de réseau de neurone intégrant directement la structure de l’équation.

L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre les caractéristiques de la matière quantique qui rendent la gravitation quantique si difficile à atteindre. Dans le Chapitre 3, nous présentons deux modèles généraux de décohérence, sans spécifier aucun Hamiltonien. Le premier modèle fait apparaître naturellement la décohérence comme un phénomène géométrique entre deux réservoirs de dimensions. Le second modèle tente d’expliquer pourquoi, dans un univers où la décohérence est omniprésente, la matière n’est pas figée par l’effet Zénon quantique. Le Chapitre 4 est consacré au problème ontologique de la physique quantique, communément appelé « problème de la mesure ». Notre objectif n’est pas d’en fournir une solution, mais plutôt de formuler le problème indépendamment de toute interprétation de la mécanique quantique, à la lumière de la théorie de la décohérence. Dans le Chapitre 5, un nouvel ingrédient est introduit dans la discussion : l’espace-temps. Après avoir éclairci l’incompatibilité apparente entre la mécanique quantique et la relativité restreinte, nous présentons un programme de recherche et un modèle jouet en vue de définir une notion backgroundless de position au sein du formalisme quantique.

En géométrie analytique rigide, on étudie certaines propriétés des D-modules comme la coadmissibilité ou l'équivariance. Lorsque l'on construit un foncteur image inverse pour les D-modules, on s'intéresse aux propriétés que ce foncteur va préserver. D'autres travaux ont déjà permis d'établir dans un certain cadre un foncteur image inverse de D-modules préservant la coadmissibilité. Etant donné un groupe de Lie p-adique G agissant continuement sur des espaces analytiques rigides lisses, et un morphisme lisse G-équivariant entre ces espaces, l'objectif de ce manuscrit est de construire une image inverse de D-modules G-équivariants, en cohérence avec les images inverses construites précédemment.

Dans cette thèse, nous établissons rigoureusement des ponts entre les écoulements continument stratifiés et les écoulements multi-couches. Dans une première partie, nous considérons le système de Saint-Venant multi-couches avec un terme supplémentaire diffusif qui a un effet régularisant, dont la motivation provient des travaux des océanographes Gent & McWilliams sur le mélange isopycnal et la diffusivité des tourbillons, et qui pourrait être interprété comme un terme de turbulence. En exploitant la structure de ce système, nous obtenons un dictionnaire qui nous permet d'interpréter ce système multi-couches comme une discrétisation de la formulation en coordonnées isopycnales du système hydrostatique continument stratifié avec le terme diffusif de Gent & McWilliams ajouté de manière similaire. Nous montrons la convergence de la solution discrète vers la solution continue à mesure que le nombre de couches tend vers l'infini, et nous fournissons un taux de convergence explicite. Dans une deuxième partie, dans cette thèse, nous abordons la limite "inverse", nous montrons rigoureusement que, sous certaines conditions d'hyperbolicité et dans un cadre topologique bien choisi, la solution du système continument stratifié converge vers le système de Saint-Venant bi-couches dans la limite de stratification nette.

Dans ce manuscrit, nous étudions différents problèmes de turbulence de couches limites. La première partie décrit un modèle simple de couplage de deux fluides caractérisés par le même problème de Stokes incompressible stationnaire. Le système d'équation est notamment fermé par une condition de continuité à l'interface, qui peut être vu comme une condition limite d'un système caractérisé par une condition de Robin à l'interface. Des algorithmes de décomposition de domaine de type Schwarz permettent d'établir des simulations numériques de ce modèle. Enfin, un modèle plus complexe d'équations de Navier-Stokes stationnaires avec conditions au bord non-linéaires est également étudié et simulé numériquement. Dans une deuxième partie, on analyse des systèmes d'équations elliptiques scalaires à poids, typiques de sous-couches turbulentes. On établit notamment l'existence de solutions faibles et la correspondance avec la théorie de Monin-Obukhov.