Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Géométrie projective convexe“

Cette thèse est consacrée à l’étude des orbivariétés projectives convexes géométriquement finies, et fait suite aux travaux de Ballas, Cooper, Crampon, Leitner, Long, Marquis et Tillmann sur le sujet. Une orbivariété projective convexe est le quotient d’un ouvert convexe et borné d’une carte affine de l’espace projectif réel (appelé aussi ouvert proprement convexe) par un groupe discret de transformations projectives préservant cet ouvert. S’il n’y a pas de segment dans le bord du convexe, on dit que l’orbivariété est strictement convexe, et si de plus il y a un unique hyperplan de support en chaque point du bord, on dit qu’elle est ronde. Suivant Cooper-Long-Tillmann et Crampon-Marquis, on dit qu’une orbivariété strictement convexe est géométriquement finie si son cœur convexe est l’union d’un compact et d’un nombre fini de bouts, appelés pointes, où le rayon d’injectivité est inférieur à une constante ne dépendant que de la dimension. Comprendre la géométrie des pointes est primordial pour l’étude des orbivariétés géométriquement finies. Dans le cas strictement convexe, la seule restriction connue sur l’holonomie des pointes vient d’une généralisation du lemme de Margulis due à Cooper-Long-Tillmann et Crampon-Marquis, qui implique que cette holonomie est virtuellement nilpotente. On donne dans cette thèse une caractérisation de l’holonomie des pointes des orbivariétés strictement convexes et des orbivariétés rondes. En généralisant la méthode de Cooper, qui a produit le seul exemple connu jusqu’ici d’une pointe de variété strictement convexe dont l’holonomie n’est pas virtuellement abélienne, on construit des pointes de variétés strictement convexes et de variétés rondes dont l’holonomie est isomorphe à n’importe quel groupe nilpotent sans torsion de type fini. En collaboration avec M. Islam et F. Zhu, on démontre que dans le cas des groupes relativement hyperboliques sans torsion, les représentations relativement P1-anosoviennes (au sens de Kapovich-Leeb, Zhu et Zhu-Zimmer) qui préservent un ouvert proprement convexe sont exactement les holonomies des variétés rondes géométriquement finies.Dans le cas des orbivariétés projectives convexes non strictement convexes, il n’y a pas pour l’instant de définition satisfaisante de la finitude géométrique. Toutefois, Cooper-Long-Tillmann puis Ballas-Cooper-Leitner ont proposé une définition de pointe généralisée dans ce contexte. Bien qu’ils demandent que l’holonomie des pointes généralisées soit virtuellement nilpotente, tous les exemples connus jusqu’à présent avaient une holonomie virtuellement abélienne. On construit des exemples de pointes généralisées dont l’holonomie peut être n’importe quel groupe nilpotent sans torsion de type fini. On s’autorise également à modifier la définition originale de Cooper-Long-Tillmann en affaiblissant l’hypothèse de nilpotence en une hypothèse naturelle de résolubilité, ce qui nous permet de construire de nouveaux exemples dont l’holonomie n’est pas virtuellement nilpotente.Une orbivariété géométriquement finie qui n’a pas de pointes, c’est-à-dire dont le cœur convexe est compact, est dite convexe cocompacte. On dispose par les travaux de Danciger-Guéritaud-Kassel d’une définition de la convexe cocompacité pour les orbivariétés projectives convexes sans hypothèse de stricte convexité, contrairement au cas géométriquement fini. Ils démontrent que l’holonomie d’une orbivariété projective convexe convexe cocompacte est Gromov hyperbolique si et seulement si la représentation associée est P1-anosovienne. À l’aide de ce résultat, de la théorie de Vinberg et des travaux d’Agol et Haglund-Wise sur les groupes hyperboliques cubulés, on construit en collaboration avec S. Douba, T. Weisman et F. Zhu des représentations P1-anosoviennes pour tout groupe hyperbolique cubulé. Ceci fournit de nouveaux exemples de groupes hyperboliques admettant des représentations anosoviennes
This thesis is devoted to the study of geometrically finite convex projective orbifolds, following work of Ballas, Cooper, Crampon, Leitner, Long, Marquis and Tillmann. A convex projective orbifold is the quotient of a bounded, convex and open subset of an affine chart of real projective space (called a properly convex domain) by a discrete group of projective transformations that preserve it. We say that a convex projective orbifold is strictly convex if there are no non-trivial segments in the boundary of the convex subset, and round if in addition there is a unique supporting hyperplane at each boundary point. Following work of Cooper-Long-Tillmann and Crampon-Marquis, we say that a strictly convex orbifold is geometrically finite if its convex core decomposes as the union of a compact subset and of finitely many ends, called cusps, all of whose points have an injectivity radius smaller than a constant depending only on the dimension. Understanding what types of cusps may occur is crucial for the study of geometrically finite orbifolds. In the strictly convex case, the only known restriction on cusp holonomies, imposed by a generalization of the celebrated Margulis lemma proven by Cooper-Long-Tillmann and Crampon-Marquis, is that the holonomy of a cusp has to be virtually nilpotent. We give a complete characterization of the holonomies of cusps of strictly convex orbifolds and of those of round orbifolds. By generalizing a method of Cooper, which gave the only previously known example of a cusp of a strictly convex manifold with non virtually abelian holonomy, we build examples of cusps of strictly convex manifolds and round manifolds whose holonomy can be any finitely generated torsion-free nilpotent group. In joint work with M. Islam and F. Zhu, we also prove that for torsion-free relatively hyperbolic groups, relative P1-Anosov representations (in the sense of Kapovich-Leeb, Zhu and Zhu-Zimmer) that preserve a properly convex domain are exactly the holonomies of geometrically finite round manifolds.In the general case of non strictly convex projective orbifolds, no satisfactory definition of geometric finiteness is known at the moment. However, Cooper-Long-Tillmann, followed by Ballas-Cooper-Leitner, introduced a notion of generalized cusps in this context. Although they only require that the holonomy be virtually nilpotent, all previously known examples had virtually abelian holonomy. We build examples of generalized cusps whose holonomy can be any finitely generated torsion-free nilpotent group. We also allow ourselves to weaken Cooper-Long-Tillmann’s original definition by assuming only that the holonomy be virtually solvable, and this enables us to construct new examples whose holonomy is not virtually nilpotent.When a geometrically finite orbifold has no cusps, i.e. when its convex core is compact, we say that the orbifold is convex cocompact. Danciger-Guéritaud-Kassel provided a good definition of convex cocompactness for convex projective orbifolds that are not necessarily strictly convex. They proved that the holonomy of a convex cocompact convex projective orbifold is Gromov hyperbolic if and only if the associated representation is P1-Anosov. Using these results, Vinberg’s theory and work of Agol and Haglund-Wise about cubulated hyperbolic groups, we construct, in collaboration with S. Douba, T. Weisman and F. Zhu, examples of P1-Anosov representations for any cubulated hyperbolic group. This gives new examples of hyperbolic groups admitting Anosov representations

Cette thèse est consacrée à l'étude des variétés projectives strictement convexes de volume fini. Une telle variété est le quotient G\U d'un ouvert proprement convexe U de l'espace projectif réel RP^(n-1) par un sous-groupe discret sans torsion G de SLn(R) qui préserve U. Dans un premier temps, on étudie l'adhérence de Zariski des holonomies de variétés projectives strictement convexes de volume fini. Pour une telle variété G\U, on montre que, soit G est Zariski-dense dans SLn(R), soit l'adhérence de Zariski de G est conjuguée à SO(1,n-1). On s'intéresse ensuite à l'espace des modules des structures projectives strictement convexes de volume fini. On montre en particulier que cet espace des modules est un fermé de l'espace des représentations
In this thesis, we study strictly convex projective manifolds of finite volume. Such a manifold is the quotient G\U of a properly convex open subset U of the real projective space RP^(n-1) by a discrete torsionfree subgroup G of SLn(R) preserving U. We study the Zariski closure of holonomies of convex projective manifolds of finite volume. For such manifolds G\U, we show that either the Zariski closure of G is SLn(R) or it is a conjugate of SO(1,n-1).We also focuss on the moduli space of strictly convex projective structures of finite volume. We show that this moduli space is a closed set of the representation space

Dans ce travail nous étudions différents types d'enveloppes convexes de sous-ensembles de sommets du cube unité. Nous caractérisons l'enveloppe convexe des plans projectifs d'ordre 2 en tant que sous-ensembles de l'ensemble des 35 triples de l'ensemble à 7 éléments. Dans une seconde partie, nous étudions la connectivité du polyèdre des k-cliques du graphe complet. Nous montrons que ce polyèdre est 3-neighbourly, nous conjecturons que ce même polyèdre défini sur les hypergraphes complets r-uniformes est (2r - 1)-neighbourly. Nous décrivons un modèle de programmation en nombres entiers qui nous permet de vérifier cette conjecture dans quelques cas particuliers
We study in this work different types of convex hull of subsets of vertices of the unit cube. We characterize the convex hull of the projective planes of order 2 considered as a subset of the set of the 35 triples of the set with 7 elements. In one second part, we study the neighbourlicity of the k-cliques polyhedron of the complete graph. We show that this polyhedron is 3-neighbourly, we make the conjecture that the same polyhedron defined on the complete r-uniform hypergraphs is (2r - 1)-neighbourly. We describe an integer programming modell which allows us to verify this hypothesis in some particular cases

On introduit dans ce mémoire le plan projectif RP[indice supérieur 2] et certaines notions de géométrie projective telles que les coordonnées homogènes, les transformations projectives et le birapport. On s'intéresse plus particulièrement aux structures projectives convexes réelles sur une paire de pantalons. L'objectif est de paramétriser l'ensemble des classes d'équivalence de telles structures. On démontre que cet ensemble est de dimension huit et on identifie chaque structure projective à une configuration géométrique que nous visualiserons à l'aide du logiciel Mathematica. Finalement, on s'intéresse à l'effet des différents paramètres sur l'image de l'application développante, qui forme une région convexe du plan projectif.

La cristallisation en solution est un procédé largement utilisé dans l'industrie comme opération de séparation et de purification qui a pour but de produire des solides avec des propriétés spécifiques. Les propriétés concernant la taille et la forme ont un impact considérable sur la qualité finale des produits. Il est donc primordial de pouvoir déterminer la distribution granulométrique (DG) des cristaux en formation. En utilisant une caméra in situ, il est possible de visualiser en temps réel les projections 2D des particules 3D présentes dans la suspension. La projection d'un objet 3D sur un plan 2D entraîne nécessairement une perte d'informations : déterminer sa taille et sa forme à partir de ses projections 2D n’est donc pas aisé. C'est tout l'enjeu de ce travail: caractériser géométriquement et morphométriquement des objets 3D à partir de leurs projections 2D. Tout d'abord, une méthode basée sur le maximum de vraisemblance des fonctions de densité de probabilité de mesures géométriques projetées a été développée pour déterminer la taille d'objets 3D convexes. Ensuite, un descripteur de forme stéréologique basé sur les diagrammes de forme a été proposé. Il permet de caractériser la forme d'un objet 3D convexe indépendamment de sa taille et a notamment été utilisé pour déterminer les facteurs d'anisotropie des objets 3D convexes considérés. Enfin, une combinaison des deux études précédentes a permis d'estimer à la fois la taille et la forme des objets 3D convexes. Cette méthode a été validée grâce à des simulations, comparée à une méthode de la littérature et utilisée pour estimer des DGs d'oxalate d'ammonium qui ont été comparées à d’autres méthodes granulométriques
Solution crystallization processes are widely used in the process industry as separation and purification operations and are expected to produce solids with desirable properties. The properties concerning the size and the shape are known to have a considerable impact on the final quality of products. Hence, it is of main importance to be able to determine the granulometry of the crystals (CSD) in formation. By using an in situ camera, it is possible to visualize in real time the 2D projections of the 3D particles in the suspension.The projection of a 3D object on a 2D plane necessarily involves a loss of information. Determining the size and the shape of a 3D object from its 2D projections is therefore not easy. This is the main goal of this work: to characterize geometrically and morphometrically 3D objects from their 2D projections. First of all, a method based on the maximum likelihood estimation of the probability density functions of projected geometrical measurements has been developed to estimate the size of 3D convex objects. Then, a stereological shape descriptor based on shape diagrams has been proposed. It enables to characterize the shape of a 3D convex object independently of its size and has notably been used to estimate the value of the anisotropy factors of the 3D convex objects. At last, a combination of the two previous studies has allowed to estimate both the size and the shape of the 3D convex objects. This method has been validated with simulated data, has been compared to a method from the literature and has been used to estimate size distributions of ammonium oxalate particles crystallizing in water that have been compared to other CSD methods

La cristallisation en solution est un procédé largement utilisé dans l'industrie comme opération de séparation et de purification qui a pour but de produire des solides avec des propriétés spécifiques. Les propriétés concernant la taille et la forme ont un impact considérable sur la qualité finale des produits. Il est donc primordial de pouvoir déterminer la distribution granulométrique (DG) des cristaux en formation. En utilisant une caméra in situ, il est possible de visualiser en temps réel les projections 2D des particules 3D présentes dans la suspension. La projection d'un objet 3D sur un plan 2D entraîne nécessairement une perte d'informations : déterminer sa taille et sa forme à partir de ses projections 2D n'est donc pas aisé. C'est tout l'enjeu de ce travail: caractériser géométriquement et morphométriquement des objets 3D à partir de leurs projections 2D. Tout d'abord, une méthode basée sur le maximum de vraisemblance des fonctions de densité de probabilité de mesures géométriques projetées a été développée pour déterminer la taille d'objets 3D convexes. Ensuite, un descripteur de forme stéréologique basé sur les diagrammes de forme a été proposé. Il permet de caractériser la forme d'un objet 3D convexe indépendamment de sa taille et a notamment été utilisé pour déterminer les facteurs d'anisotropie des objets 3D convexes considérés. Enfin, une combinaison des deux études précédentes a permis d'estimer à la fois la taille et la forme des objets 3D convexes. Cette méthode a été validée grâce à des simulations, comparée à une méthode de la littérature et utilisée pour estimer des DGs d'oxalate d'ammonium qui ont été comparées à d'autres méthodes granulométriques.

Ce travail est divisé en deux parties: Dans la première partie, on présente un résultat d'intégration dans les espaces localement convexes valable pour une longe classe des fonctions non-convexes. Cela nous permet de récupérer l'enveloppe convexe fermée d'une fonction à partir du sous-différentiel convexe de cette fonction. Motivé par ce résultat, on introduit la classe des espaces ``Subdifferential Dense Primal Determined'' (SDPD). Ces espaces jouissent des conditions nécessaires permettant d'appliquer le résultat ci-dessus. On donne aussi une interprétation géométrique de ces espaces, appelée la Propriété Radon-Nikod'ym de Faces (FRNP). Dans la seconde partie, on étudie dans le contexte d'espaces d'Hilbert, la relation entre la lissité de la frontière d'un ensemble prox-régulier et la lissité de sa projection métrique. On montre que si un corps fermé possède une frontière $mathcal{C}^{p+1}$-lisse (avec $pgeq 1$), alors sa projection métrique est de classe $mathcal{C}^p$ dans le tube ouvert associé à sa fonction de prox-régularité. On établit également une version locale du même résultat reliant la lissité de la frontière autour d'un point à la prox-régularité en ce point. On étudie par ailleurs le cas où l'ensemble est lui-même une $mathcal{C}^{p+1}$-sous-variété. Finalement, on donne des réciproques de ces résultats
This work is divided in two parts: In the first part, we present an integration result in locally convex spaces for a large class of nonconvex functions which enables us to recover the closed convex envelope of a function from its convex subdifferential. Motivated by this, we introduce the class of Subdifferential Dense Primal Determined (SDPD) spaces, which are those having the necessary condition which allows to use the above integration scheme, and we study several properties of it in the context of Banach spaces. We provide a geometric interpretation of it, called the Faces Radon-Nikod'ym property. In the second part, we study, in the context of Hilbert spaces, the relation between the smoothness of the boundary of a prox-regular set and the smoothness of its metric projection. We show that whenever a set is a closed body with a $mathcal{C}^{p+1}$-smooth boundary (with $pgeq 1$), then its metric projection is of class $mathcal{C}^{p}$ in the open tube associated to its prox-regular function. A local version of the same result is established as well, namely, when the smoothness of the boundary and the prox-regularity of the set are assumed only near a fixed point. We also study the case when the set is itself a $mathcal{C}^{p+1}$-submanifold. Finally, we provide converses for these results