Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Théorie des représentations combinatoire et effective“

L’association chez Saussure et ses prédécesseurs immédiats d’un héritage empiriste et d’une approche combinatoire des faits linguistiques a rendu difficile l’édification d’une théorie satisfaisante de la signification (Bedeutung), le plus souvent comprise comme résultant d’un empilement de représentations mentales (Vorstellungen). Une difficulté face à laquelle le signe saussurien fait plutôt figure d’échappatoire. Certains contemporains ont toutefois privilégié une autre approche, centrée sur la Darstellung (soit la « représentation », entendue cette fois comme technique de figuration et non plus comme phénomène cognitif). Si différents qu’aient été les objets grammaticaux ainsi traités, ces tentatives ont pour point commun de postuler l’existence de propriétés organisationnelles spécifiques au représentant lui-même, et d’argumenter par là en faveur de la motivation du signe. Elles partagent toutefois avec les théories centrées sur la Vorstellung une orientation essentiellement sémantique, ce qui circonscrit de facto leur sémiotique.

International audience Littlewood-Richardson coefficients are the multiplicities in the tensor product decomposition of two irreducible representations of the general linear group $\mathrm{GL}(n,\mathbb{C})$. They have a wide variety of interpretations in combinatorics, representation theory and geometry. Mulmuley and Sohoni pointed out that it is possible to decide the positivity of Littlewood-Richardson coefficients in polynomial time. This follows by combining the saturation property of Littlewood-Richardson coefficients (shown by Knutson and Tao 1999) with the well-known fact that linear optimization is solvable in polynomial time. We design an explicit $\textit{combinatorial}$ polynomial time algorithm for deciding the positivity of Littlewood-Richardson coefficients. This algorithm is highly adapted to the problem and it is based on ideas from the theory of optimizing flows in networks. Les coefficients de Littlewood-Richardson sont les multiplicités dans la décomposition du produit tensoriel de deux représentations irréductibles du groupe général linéaire $\mathrm{GL}(n,\mathbb{C})$. Ces coefficients ont plusieurs interprétations en combinatoire, en théorie des représentations et en géométrie. Mulmuley et Sohoni ont observé qu'on peut décider si un coefficient de Littlewood-Richardson est positif en temps polynomial. C'est une conséquence de la propriété de saturation des coefficients de Littlewood-Richardson (démontrée par Knutson et Tao en 1999) et le fait bien connu que la programmation linéaire est possible en temps polynomial. Nous décrivons un algorithme $\textit{combinatoire}$ pour décider si un coefficient de Littlewood-Richardson est positif. Cet algorithme est bien adapté au problème et il utilise des idées de la théorie des flots maximaux sur des réseaux.

International audience We introduce the class of projective reflection groups which includes all complex reflection groups. We show that several aspects involving the combinatorics and the representation theory of complex reflection groups find a natural description in this wider setting. On introduit la classe des groupes de réflexions projectifs, ce qui généralise la notion de groupe engendré par des réflexions. On montre que plusieurs aspects concernant la combinatoire et la théorie des représentations des groupes de réflexions complexes trouvent une description naturelle dans ce cadre plus général.

arXiv : http://arxiv.org/abs/0912.2212 International audience For any finite Coxeter group $W$, we introduce two new objects: its cutting poset and its biHecke monoid. The cutting poset, constructed using a generalization of the notion of blocks in permutation matrices, almost forms a lattice on $W$. The construction of the biHecke monoid relies on the usual combinatorial model for the $0-Hecke$ algebra $H_0(W)$, that is, for the symmetric group, the algebra (or monoid) generated by the elementary bubble sort operators. The authors previously introduced the Hecke group algebra, constructed as the algebra generated simultaneously by the bubble sort and antisort operators, and described its representation theory. In this paper, we consider instead the monoid generated by these operators. We prove that it admits |W| simple and projective modules. In order to construct the simple modules, we introduce for each $w∈W$ a combinatorial module $T_w$ whose support is the interval $[1,w]_R$ in right weak order. This module yields an algebra, whose representation theory generalizes that of the Hecke group algebra, with the combinatorics of descents replaced by that of blocks and of the cutting poset. Pour tout groupe de Coxeter fini $W$, nous définissons deux nouveaux objets : son ordre de coupures et son monoïde de Hecke double. L'ordre de coupures, construit au moyen d'une généralisation de la notion de bloc dans les matrices de permutations, est presque un treillis sur $W$. La construction du monoïde de Hecke double s'appuie sur le modèle combinatoire usuel de la $0-algèbre$ de Hecke $H_0(W)$, pour le groupe symétrique, l'algèbre (ou le monoïde) engendré par les opérateurs de tri par bulles élémentaires. Les auteurs ont introduit précédemment l'algèbre de Hecke-groupe, construite comme l'algèbre engendrée conjointement par les opérateurs de tri et d'anti-tri, et décrit sa théorie des représentations. Dans cet article, nous considérons le monoïde engendré par ces opérateurs. Nous montrons qu'il admet $|W|$ modules simples et projectifs. Afin de construire ses modules simples, nous introduisons pour tout $w∈W$ un module combinatoire $T_w$ dont le support est l'intervalle [$1,w]_R$ pour l'ordre faible droit. Ce module détermine une algèbre dont la théorie des représentations généralise celle de l'algèbre de Hecke groupe, en remplaçant la combinatoire des descentes par celle des blocs et de l'ordre de coupures.

International audience In 1968 and 1969, Andrews proved two partition theorems of the Rogers-Ramanujan type which generalise Schur’s celebrated partition identity (1926). Andrews’ two generalisations of Schur’s theorem went on to become two of the most influential results in the theory of partitions, finding applications in combinatorics, representation theory and quantum algebra. In this paper we generalise both of Andrews’ theorems to overpartitions. The proofs use a new technique which consists in going back and forth from $q$-difference equations on generating functions to recurrence equations on their coefficients. En 1968 et 1969, Andrews a prouvé deux identités de partitions du type Rogers-Ramanujan qui généralisent le célèbre théorème de Schur (1926). Ces deux généralisations sont devenues deux des théorèmes les plus importants de la théorie des partitions, avec des applications en combinatoire, en théorie des représentations et en algèbre quantique. Dans ce papier, nous généralisons les deux théorèmes de Andrews aux surpartitions. Les preuves utilisent une nouvelle technique qui consiste à faire des allers-retours entre équations aux $q$-différences sur les séries génératrices et équations de récurrence sur leurs coefficients.

International audience The standard supercharacter theory of the finite unipotent upper-triangular matrices $U_n(q)$ gives rise to a beautiful combinatorics based on set partitions. As with the representation theory of the symmetric group, embeddings of $U_m(q) \subseteq U_n(q)$ for $m \leq n$ lead to branching rules. Diaconis and Isaacs established that the restriction of a supercharacter of $U_n(q)$ is a nonnegative integer linear combination of supercharacters of $U_m(q)$ (in fact, it is polynomial in $q$). In a first step towards understanding the combinatorics of coefficients in the branching rules of the supercharacters of $U_n(q)$, this paper characterizes when a given coefficient is nonzero in the restriction of a supercharacter and the tensor product of two supercharacters. These conditions are given uniformly in terms of complete matchings in bipartite graphs. La théorie standard des supercaractères des matrices triangulaires supérieures unipotentes finies $U_n(q)$ donne lieu à une merveilleuse combinatoire basée sur les partitions d'ensembles. Comme avec la théorie des représentations du groupe symétrique, Les plongements $U_m(q) \subseteq U_n(q)$ pour $m \leq n$ mènent aux règles de branchement. Diaconis et Isaacs ont montré que la restriction d'un supercaractère de $U_n(q)$ est une combinaison linéaire des supercaractères de $U_m(q)$ avec des coefficients entiers non négatifs (en fait, elle est polynomiale en $q$). Dans une première étape vers la compréhension de la combinatoire des coefficients dans les règles de branchement des supercaractères de $U_n(q)$, ce texte caractérise les coefficients non nuls dans la restriction d'un supercaractère et dans le produit des tenseurs de deux supercaractères. Ces conditions sont données uniformément en termes des couplages complets dans des graphes bipartis.

The descent set of an oscillating (or up-down) tableau is introduced. This descent set plays the same role in the representation theory of the symplectic groups as the descent set of a standard tableau plays in the representation theory of the general linear groups. In particular, we show that the descent set is preserved by Sundaram's correspondence. This gives a direct combinatorial interpretation of the branching rules for the defining representations of the symplectic groups; equivalently, for the Frobenius character of the action of a symmetric group on an isotypic subspace in a tensor power of the defining representation of a symplectic group. Dans cet article, nous définissons la notion d’ensemble de descentes pour un tableau oscillant. Ces descentes sont analogues aux descentes d’un tableau standard dans la théorie des représentations des groupes généraux linéaires. Nous montrons que la correspondance de Sundaram préserve cet ensemble et nous donnons une interprétation combinatoire directe des règles de branchement pour la représentation des groupes symplectiques. Enfin, nous décrivons combinatoirement les caractères de Frobenius associés à l’action du groupe symétrique sur les composantes isotypiques du produit tensoriel des représentations d’un groupe symplectique.

International audience In this paper we give an alternate combinatorial description of the "$(\ell,0)$-Carter partitions''. Our main theorem is the equivalence of our combinatoric and the one introduced by James and Mathas ($\textit{A q-analogue of the Jantzen-Schaper theorem}$). The condition of being an $(\ell,0)$-Carter partition is fundamentally related to the hook lengths of the partition. The representation-theoretic significance of their combinatoric on an $\ell$-regular partition is that it indicates the irreducibility of the corresponding Specht module over the finite Hecke algebra. We use our result to find a generating series which counts the number of such partitions, with respect to the statistic of a partition's first part. We then apply our description of these partitions to the crystal graph $B(\Lambda_0)$ of the basic representation of $\widehat{\mathfrak{sl}_{\ell}}$, whose nodes are labeled by $\ell$-regular partitions. Here we give a fairly simple crystal-theoretic rule which generates all $(\ell,0)$-Carter partitions in the graph of $B(\Lambda_0)$. Dans cet article, nous donnons une description combinatoire alternative des partitions "$(\ell,0)$-Carter". Notre théorème principal est une équivalence entre notre combinatoire et celle introduite par James et Mathas ($\textit{A q-analogue of the Jantzen-Schaper theorem}$). La propriété $(\ell,0)$-Carter est fondamentalement liée aux longueurs des équerres de la partition. En terme de théorie des représentations, leur combinatoire pour une partition $\ell$-régulière permet de déterminer l'irréducibilité du module de Specht spécialisé sur l’algèbre de Hecke finie. Nous utilisons notre résultat pour déterminer leur série génératrice en fonction de la taille de la première part. Nous utilisons ensuite notre description de ces partitions au graphe cristallin $B(\Lambda _0)$ de la représentation basique de $\widehat{\mathfrak{sl}_{\ell}}$, dont les nœuds sont étiquetés par les partitions $\ell$-régulières. Nous donnons une règle cristalline relativement simple permettant d'engendrer toutes les partitions $\ell$-régulières $(\ell,0)$-Carter dans le graphe de $B(\Lambda _0)$.

$\textit{Adinkras}$ are graphical tools created for the study of supersymmetry representations. Besides having inherent interest for physicists, the study of adinkras has already shown connections with coding theory and Clifford algebras. Furthermore, adinkras offer many natural and accessible mathematical problems of combinatorial nature. We present the foundations for a mathematical audience, make new connections to other fields (homological algebra, poset theory, and polytopes), and solve some of these problems. Original results include the enumeration of all hypercube adinkras through dimension 5, the enumeration of odd dashings of adinkras for any dimension, and a connection between rankings and the chromatic polynomial for certain graphs. Les $\textit{adinkras}$ sont des dessins qui sont utilisés pour étudier les représentations des théories supersymétriques. Outre leur intérêt en physique, les adinkras sont aussi utiles en connexion avec la théorie des codes et les algèbres de Clifford. De plus, les adinkras offrent beaucoup de problèmes de nature combinatoire qui sont à la fois naturels et accessibles. Nous présentons une introduction pour une audience de mathématiciens, présentons de nouvelles connexions avec d’autres domaines (algèbres homologiques, ensembles partiellement ordonnés, polytopes), et résolvons certains problèmes. Parmi les résultats nouveaux, nous énumérons les adinkras de l’hypercube de dimension inférieure ou égale à 5, nous énumérons les $\textit{odd dashings}$ en toute dimension, et établissons une relation entre les $\textit{rankings}$ et le polynôme chromatique pour certains graphes.

International audience We consider two aspects of Kronecker coefficients in the directions of representation theory and combinatorics. We consider a conjecture of Jan Saxl stating that the tensor square of the $S_n$-irreducible representation indexed by the staircase partition contains every irreducible representation of $S_n$. We present a sufficient condition allowing to determine whether an irreducible representation is a constituent of a tensor square and using this result together with some analytic statements on partitions we prove Saxl conjecture for several partition classes. We also use Kronecker coefficients to give a new proof and a generalization of the unimodality of Gaussian ($q$-binomial) coefficients as polynomials in $q$, and extend this to strict unimodality. Nous considérons deux aspects des coefficients de Kronecker dans le domaine de la Théorie des Représentations et le domaine Combinatoire. Nous considérons la conjecture suivante de Jan Saxl: le tenseur au carré de la représentation irréductible du groupe $S_n$ indexée par la partition $S_n (n= \left( \begin{array}{cc} k+1 \\ 2 \end{array} \right))$. Nous présentons une condition suffisante qui permet de déterminer si une représentation irréductible est une constituante d’un tenseur au carré. En utilisant ce résultat avec des résultats analytiques sur les partitions, nous prouvons la conjecture de Saxl pour plusieurs classes de partitions. Nous utilisons aussi les coefficients de Kronecker pour donner une nouvelle preuve et une généralisation de l’unimodalité des coefficients de Gauss ($q$-binomiaux) comme polynômes en $q$ et nous étendons cela à l’unimodalité stricte.

Cette thèse présente le résultat de recherches sur deux thèmes combinatoires distincts: le calcul effectif des matrices de Cartan en théorie des représentations des monoïdes et l'exploration des propriétés des éléments minimaux dans les arrangements de Shi des groupes de Coxeter. Bien que disparates, ces deux domaines de recherche partagent l'utilisation de méthodes combinatoires et d'exploration informatique, soit en tant que fin en soi pour le premier domaine, soit comme aide à la recherche pour le second. Dans la première partie de la thèse, nous développons des méthodes pour le calcul effectif des tables de caractères et des matrices de Cartan dans la théorie des représentations des monoïdes. À cette fin, nous présentons un algorithme basé sur nos résultats pour le calcul efficace des points fixes sous une action similaire à une conjugaison, dans le but de mettre en œuvre la formule de [Thiéry '12] pour la matrice de Cartan. Après une introduction largement auto-contenue aux notions nécessaires, nous présentons nos résultats sur le comptage des points fixes, ainsi qu'une nouvelle formule pour la table de caractères des monoïdes finis. Nous évaluons les performances des algorithmes résultants en termes de temps d'exécution et d'utilisation mémoire. Nous observons qu'ils sont plus efficaces par plusieurs ordres de grandeur que les algorithmes non spécialisés pour les monoïdes. Nous espérons que l'implémentation (publique) résultant de ces travaux contribuera à la communauté des représentations des monoïdes en permettant des calculs auparavant difficiles. La deuxième partie de la thèse se concentre sur les propriétés des éléments minimaux dans les arrangements de Shi. Les arrangements de Shi ont été introduits dans [Shi '87] et sont l'objet de la Conjecture 2 dans [Dyer, Hohlweg '14]. Initialement motivés par cette conjecture, après une introduction aux notions nécessaires, nous présentons deux résultats. Premièrement, une démonstration directe dans le cas des groupes de rang 3. Deuxièmement, dans le cas particulier des groupes de Weyl, nous donnons une description des éléments minimaux des régions de Shi en étendant une bijection issue de [Athanasiadis, Linusson '99] et [Armstrong, Reiner, Rhoades '15] entre les fonctions de parking et les régions de Shi permettant d'effectuer le calcul pratique des éléments minimaux. Comme application, à partir des propriétés de ce calcul, nous donnons une démonstration de la conjecture pour les groupes de Weyl indépendante de leur classification. Ces résultats révèlent une interaction intrigante entre les partitions non-croisées et non-embrassées dans le cas des groupes de Weyl classiques
This thesis presents an investigation into two distinct combinatorial subjects: the effective computation of Cartan matrices in monoid representation theory and the exploration of properties of minimal elements in Shi arrangements of Coxeter groups. Although disparate, both of these research focuses share a commonality in the utilization of combinatorial methods and computer exploration either as an end in itself for the former or as a help to research for the latter. In the first part of the dissertation, we develop methods for the effective computation of character tables and Cartan matrices in monoid representation theory. To this end, we present an algorithm based on our results for the efficient computations of fixed points under a conjugacy-like action, with the goal to implement Thiéry's formula for the Cartan matrix from [Thiéry '12]. After a largely self-contained introduction to the necessary background, we present our results for fixed-point counting, as well as a new formula for the character table of finite monoids. We evaluate the performance of the resulting algorithms in terms of execution time and memory usage and find that they are more efficient than algorithms not specialized for monoids by orders of magnitude. We hope that the resulting (public) implementation will contribute to the monoid representation community by allowing previously impractical computations. The second part of the thesis focuses on the properties of minimal elements in Shi arrangements. The Shi arrangements were introduced in [Shi '87] and are the object of Conjecture 2 from [Dyer, Hohlweg '14]. Originally motivated by this conjecture, we present two results. Firstly, a direct proof in the case of rank 3 groups. Secondly, in the special case of Weyl groups, we give a description of the minimal elements of the Shi regions by extending a bijection from [Athanasiadis, Linusson '99] and [Armstrong, Reiner, Rhoades '15] between parking functions and Shi regions. This allows for the effective computation of the minimal elements. From the properties of this computation, we provide a type-free proof of the conjecture in Weyl groups as an application. These results reveal an intriguing interplay between the non-nesting and non-crossing worlds in the case of classical Weyl groups

Ce mémoire concerne le traitement algorithmique des représentations matricielles. Les techniques y sont illustrées sur deux exemples, les algèbres de Hecke et les automates à multiplicités. Les algèbres de Hecke interviennent dans plusieurs domaines (dont l'algèbre ou la physique statistique) qui demandent de pouvoir y calculer efficacement. Ici sont rassemblés des algorithmes implémentés en Maple constituant la bibliothèque SHRI. Par l'action d'opérateurs de symétrisation sur des Q-Vandermonde, on détermine un système complet de représentations polynomiales. En calculant les polynômes minimaux de chaque bloc de la représentation régulière, on en déduit l'inverse d'un élément s'il existe. On construit une famille complète d'idempotents minimaux orthogonaux en évaluant les gz-polynômes en les q-analogues des éléments de Jucys-Murphy. Ces polynômes sont de degré minimal en la variable d'index maximal (la plus coûteuse). On en déduit un calcul des bases de Gelfand-Zetlin des modules irréductibles. Le caractère d'un élément de l'algèbre de Hecke est, grâce à un algorithme de conjugaison, une combinaison linéaire d'évaluations sur des produits de cycles calculées efficacement par une formule de J. Desarmenien généralisant la formule de Murnaghan-Nakayama. Une forme bilinéaire invariante permet d'expliciter les idempotents centraux via la formule de Kilmoyer. Le phénomène de compression spectrale observé lors de tests sur le package réside en la compression des deux paramètres formels de l'algèbre de Hecke générique en un seul par l'implémentation des isomorphismes semi-linéaires entre les algèbres de Hecke. Les calculs dans l'algèbre de Hecke générique sont alors plus efficaces. Dans une dernière partie, on établit, pour le cas non-commutatif, l'algorithme classique de minimisation des représentations linéaires des séries rationnelles dû à M. P. Schutzenberger. On montre comment calculer les isomorphismes d'automates minimaux.

Dans cette thèse, nous abordons deux problèmes alliant combinatoire et théorie des représentations. Kuniba, Nakanishi et Suzuki ont formulé une conjecture qui exprime la solution positive d'un système d'équations algébriques appelé Q-système restreint, en fonction des dimensions quantiques de certaines représentations irréductibles des algèbres quantiques affines correspondantes, appelées modules de Kirillov-Reshetikhin. Nous démontrons ce résultat pour le type exceptionnel E_6, puis donnons une preuve partielle pour les types E_7 et E_8. En particulier, nous réduisons la positivité à une conjecture de log-concavité itérée pour des suites explicites de nombres algébriques. Les algèbres amassées, introduites par Fomin et Zelevinsky, permettent de mieux visualiser les relations entre Q-systèmes et modules de Kirillov-Reshetikhin. Hernandez et Leclerc ont démontré que l'anneau de Grothendieck d'une sous-catégorie tensorielle des représentations de dimension finie d'une algèbre quantique affine admet une structure d'algèbre amassée, dont les graines sont liées aux analogues affines des Q-systèmes, appelés T-systèmes. Dans l'esprit de ces travaux, nous démontrons, en type A_1, que l'anneau de Grothendieck d'une certaine sous-catégorie des représentations de dimension finie de l'algèbre quantique affine spécialisée à une racine de l'unité est isomorphe à une variante des algèbres amassées introduite par Chekhov et Shapiro, appelée algèbre amassée généralisée, de type fini C. Nous conjecturons un résultat similaire en type A_2, où nous donnons une graine initiale explicite, qui n'est en général pas de type fini
In this thesis, we focus on two questions arising from combinatorics and representation theory. Kuniba, Nakanishi and Suzuki have formulated a conjecture that expresses the positive solution of a system of algebraic equations, called a restricted Q-system, in terms of the quantum dimensions of some particular irreducible representations of the corresponding quantum affine algebras, called Kirillov-Reshetikhin modules. We prove this result for the exceptional type E_6, and give partial proofs for types E_7 and E_8. We reduce positivity to the conjectural iterated log-concavity of certain explicit sequences of real algebraic numbers. Cluster algebras, introduced by Fomin and Zelevinsky, give us a better view of the relations between Q-systems and Kirillov-Reshetikhin modules. Hernandez and Leclerc have proved that the Grothendieck ring of a certain tensor subcategory of finite-dimensional representations of a quantum affine algebra has a cluster structure, whose seeds are closely related to the affine analogues of the Q-systems, called T-systems. In the spirit of this work, we prove, in type A_1, that the Grothendieck ring of a certain tensor subcategory of finite-dimensional representations of the quantum affine algebra specialised at root of unity, is isomorphic to a variant of cluster algebras, introduced by Chekhov and Shapiro, called a generalised cluster algebra, of finite type C. We state a similar conjecture in type A_2, where we give an explicit seed, which is in general no longer of finite type

L'étude des représentations d'un groupe algébrique complexe semi-simple connexe G est généralement menée en choisissant un sous-groupe de Borel B de G et un tore maximal T inclus dans B. Étant donnée une représentation de G sur un espace vectoriel V, il est dès lors naturel de vouloir étudier les bases de V compatibles avec ce choix de (B,T). Différents travaux de Zelevinsky, Berenstein, Lusztig et Kashiwara ont conduit aux notions de " base canonique ", de " bonne base ", de " base parfaite ", de " base en cordes ", ... , et à la construction de telles bases. Le but de ce mémoire est de présenter succintement cette théorie, d'exposer quelques propriétés remarquables de ces bases et de la combinatoire qu'elles définissent, et de proposer quelques perspectives.

Cette thèse se situe en combinatoire algébrique, et plus particulièrement en théorie combinatoire des représentations linéaires des monoïdes finis.Rappelons qu'un monoïde est un ensemble fini M muni d'une multiplication et d'un élément neutre, et qu'une représentation de M est un morphisme de M dans le monoïde des matrices $M_n(ck)$ où $ck$ est un corps, typiquement $ck =CC$. Les résultats des dernières décennies donnent un contrôle assez fin sur les représentations des monoïdes, permettant souvent de se ramener à de la théorie des représentations des groupes et de la combinatoire sur des préordres.En 1996, Krob et Thibon ont montré que l'induction et la restriction des représentations irréductibles et projectives de la tour des $0$-algèbres de Hecke $H_n(0)$ permet de munir l'ensemble des caractères d'une structure d'algèbre de Hopf, qui est isomorphe a l'algèbre de Hopf $ncsf$ des fonctions symétriques non commutatives. Cela donne une emph{catégorification} de$ncsf$, c'est-à-dire une interprétation de celle-ci en terme de théorie des représentations. Ils prolongent ainsi un résultat dû à Frobenius établissant un lien entre l'anneau des caractères de la tour des groupes symétriques et lesfonctions symétriques. Un problème naturel depuis lors est d'essayer de catégorifier d'autres algèbres de Hopf -- par exemple l'algèbre $pbt$ desarbres binaires de Loday et Ronco -- par des tours d'algèbres.Deviner une telle tour d'algèbres est difficile en général. Dans le cadre de cemanuscrit on restreint le champ de recherche aux tours de monoïdes, afin de mieux contrôler leurs représentations. C'est naturel car ce cadre couvre enfait les deux exemples fondamentaux ci-dessus, tandis qu'il est impossible decatégorifier $ncsf$ avec seulement une tour de groupes.Nous commençons par donner quelques résultats sur les représentations des toursde monoïdes. Ensuite, nous nous intéressons à la catégorification par destours de semi-treillis, et en particulier de quotients du permutoèdre. Avecceux-ci, nous catégorifions la structure de cogèbre de $fqsym$ sur la base$gbasis$ et celle d'algèbre de $fqsym$ sur la base $fbasis$. Cela ne permetcependant pas de catégorifier simultanément toute la structure de Hopf de ces algèbres. Dans un second temps, nous menons une recherche exhaustive des catégorifications de $pbt$. Nous montrons que, sous des hypothèses naturelles,il n'existe pas de catégorification de $pbt$ par une tour de monoïdesapériodiques. Enfin, nous démontrons que, dans un certain sens, la tour des monoïdes $0$-Hecke est la tour de monoïdes la plus simple catégorifiant $ncsf$.La seconde partie porte sur les fonctions de parking, par application des résultats de la première partie. D'une part, nous étudions la théorie des représentations de la tour des fonctions de parking croissantes. D'autre part,dans un travail commun avec Jean-Baptiste Priez nous reprenons une généralisation des fonctions de parking due à Stanley et Pitman. Afin d'obtenir des formules d'énumérations, nous utilisons une variante -- plus efficace dansle cas présent -- de la théorie des espèces. Nous donnons une action de$H_n(0)$ (et non du groupe symétrique) sur les fonctions de parking généralisées, et utilisons le théorème de catégorification de Krob et Thibon,pour relever dans les fonctions symétriques non commutatives le caractère de cette action
This thesis is focused on combinatorical representation theory of finitemonoids within the field of algebraic combinatorics.A monoid $M$ is a finite set endowed with a multiplication and a neutralelement. A representation of $M$ is a morphism from $M$ into the monoid ofmatrices $M_n(ck)$ where $ck$ is a field; in this work it will typically bereferred to as $ck = CC$.The results obtained in the last decades allows us to use representation theoryof groups, and combinatorics on preorders in order to explore representationtheory of finite monoides.In 1996, Krob and Thibon proved that the induction and restriction rules ofirreducible and projective representations of the tower of $0$-Hecke monoidsendows its ring of caracters with a Hopf algebra structure, isomorph to thenon-commutative symmetric functions Hopf algebra $ncsf$. This gives acategorification of $ncsf$, which is an interpretation of the non-commutativesymmetruc functions in the language of representation theory. This extends atheorem of Frobenius endowing the character ring of symmetric groups to theHopf algebra of symmetric functions. Since then a natural problem is tocategorify other Hopf algebras -- for instance the Planar Binary Tree algebraof Loday and Ronco -- by a tower of algebras.Guessing such a tower of algebra is a difficult problem in general.In this thesis we restrict ourselves to towers of monoids in order to have abetter control on its representations. This is quite natural as on one hand,this setup covers both previous fundamental examples, whereas $ncsf$cannot be categorified in the restricted set of tower of group algebras.In the first part of this work, we start with some results about representationtheory of towers of monoids. We then focus on categorification with towers ofsemilatices, for example the tower of permutohedrons. We categorify thealgebra, and cogebra structure of $fqsym$, but not the full Hopf algebrastructure with its dual. We then make a comprehensive search in order tocategorify $pbt$ with a tower of monoids. We show that under naturalhypothesis, there exists no tower of monoids satisfying the categorificationaxioms. Finally we show that in some sense, the tower of $0$-Hecke monoids isthe simplest tower categorifying $ncsf$.The second part of this work deals with parking functions, applying resultsfrom the first part. We first study the representation theory of non decreasingparking functions. We then present a joint work with Jean-Baptiste Priez on ageneralization of parking functions from Pitman and Stanley. To obtainenumeration formulas, we use a variant of the species theory which was moreefficient in our case.We used an action of $H_n(0)$ instead of the symmetric group and use theKrob-Thibon theorem to lift the character of this action into the Hopf algebraof non-commutative symmetric functions

Ce mémoire d'habilitation présente des travaux qui développent une approche matricielle de la théorie de l'élimination et l'illustrent au travers d'applications à la modélisation géométrique. Cette approche matricielle, qui correspond essentiellement à un changement de représentation, permet de livrer des problèmes géométriques à la puissance des algorithmes d'algèbre linéaire numérique. Le premier chapitre traite de la représentation matricielle implicite d'une hypersurface rationnelle dans un espace projectif et propose une nouvelle méthode pour traiter le problème d'intersection entre une courbe et une surface rationnelles dans l'espace projectif de dimension trois. Le deuxième chapitre propose une représentation matricielle implicite d'une courbe rationnelle dans un espace projectif de dimension arbitraire, représentation qui est illustrée par un algorithme répondant au problème d'intersection entre deux courbes rationnelles. Le dernier chapitre est dédié à une approche matricielle du test d'irréductibilité de Ruppert qui conduit au raffinement du dénombrement des fibres réductibles dans un pinceau d'hypersurfaces algébriques génériquement irréductible.

Nous déterminons dans cette thèse l'image des groupes de Artin associés à des groupes de Coxeter irréductibles dans leur algèbre de Iwahori-Hecke finie associée. Cela a été fait en type A dans des articles de Brunat, Marin et Magaard. Dans le cas générique, la clôture de l'image de Zariski a été déterminée dans tous les cas par Marin. L'approximation forte suggère que les résultats devraient être similaire dans le cas fini. Il est néanmoins impossible d'utiliser l'approximation forte sans utiliser de lourdes hypothèses et limiter l'étendue des résultats. Nous démontrons dans cette thèse que les résultats sont similaires mais que de nouveaux phénomènes interviennent de par la complexification des extensions de corps considérées. Les arguments principaux proviennent de la théorie des groupes finis. Nous utiliserons notamment un Théorème de Guralnick et Saxl qui utilise la classification des groupes finis simples pour les représentations de hautes dimensions. Ce théorème donne des conditions pour que des sous-groupes de groupes linéaires soient des groupes classiques dans une représentation naturelle. En petite dimension, nous utiliserons la classification des sous-groupes maximaux des groupes classiques de Bray, Holt et Roney-Dougal pour les cas les plus compliqués
In this doctoral thesis, we will determine the image of Artin groups associated to all finite irreducible Coxeter groups inside their associated finite Iwahori-Hecke algebra. This was done in type A in articles by Brunat, Marin and Magaard. The Zariski closure of the image was determined in the generic case by Marin. It is suggested by strong approximation that the results should be similar in the finite case. However, the conditions required to use are much too strong and would only provide a portion of the results. We show in this thesis that they are but that new phenomena arise from the different field factorizations. The techniques used in the finite case are very different from the ones in the generic case. The main arguments come from finite group theory. In high dimension, we will use a theorem by Guralnick-Saxl which uses the classification of finite simple groups to give a condition for subgroups of linear groups to be classical groups in a natural representation. In low dimension, we will mainly use the classification of maximal subgroups of classical groups obtained by Bray, Holt and Roney-Dougal for the complicated cases

Le traitement informatique des objets qui nous entourent, naturels ou créés par l'homme, demande toujours de passer par une phase de traduction en entités traitables par des programmes. Le choix de ces représentations abstraites est toujours crucial pour l'efficacité des traitements et est le terrain d'améliorations constantes. Mais il est un autre aspect émergeant : le lien entre l'objet à représenter et "sa" représentation n'est pas forcément bijectif ! Ainsi la nature ambiguë de certaines structures discrètes pose problème pour la modélisation ainsi que le traitement et l'analyse à l'aide d'un programme informatique. Le langage dit ``naturel'', et sous sa forme en particulier de représentation textuelle, en est un exemple. Le sujet de cette thèse consiste à explorer cette question, que nous étudions à l'aide de méthodes combinatoires et géométriques. Ces méthodes nous permettent de formaliser le problème d'extraction d'information dans des grands réseaux d'entités ainsi que de construire des représentations géométriques utiles pour le traitement du langage naturel. Dans un premier temps, nous commençons par démontrer des propriétés combinatoires des graphes de séquences intervenant de manière implicite dans les modèles séquentiels. Ces propriétés concernent essentiellement le problème inverse de trouver une séquence représentant un graphe donné. Les algorithmes qui en découlent nous permettent d'effectuer une comparaison expérimentale de différents modèles séquentiels utilisés en modélisation du langage. Dans un second temps, nous considérons une application pour le problème d'identification d'entités nommées. A la suite d'une revue de solutions récentes, nous proposons une méthode compétitive basée sur la comparaison de structures de graphes de connaissances et moins coûteuse en annotations d'exemples dédiés au problème. Nous établissons également une analyse expérimentale d'influence d'entités à partir de relations capitalistiques. Cette analyse suggère l'élargissement du cadre d'application de l'identification d'entités à des bases de connaissances de natures différentes. Ces solutions sont aujourd'hui utilisées au sein d'une librairie logicielle dans le secteur bancaire. Ensuite, nous développons une étude géométrique de représentations de mots récemment proposées, au cours de laquelle nous discutons une conjecture géométrique théoriquement et expérimentalement. Cette étude suggère que les analogies du langage sont difficilement transposables en propriétés géométriques, et nous amène a considérer le paradigme de la géométrie des distances afin de construire de nouvelles représentations. Enfin, nous proposons une méthodologie basée sur le paradigme de la géométrie des distances afin de construire de nouvelles représentations de mots ou d'entités. Nous proposons des algorithmes de résolution de ce problème à grande échelle, qui nous permettent de construire des représentations interprétables et compétitives en performance pour des tâches extrinsèques. Plus généralement, nous proposons à travers ce paradigme un nouveau cadre et piste d'explorations pour la construction de représentations en apprentissage machine
The automated treatment of familiar objects, either natural or artifacts, always relies on a translation into entities manageable by computer programs. The choice of these abstract representations is always crucial for the efficiency of the treatments and receives the utmost attention from computer scientists and developers. However, another problem rises: the correspondence between the object to be treated and "its" representation is not necessarily one-to-one! Therefore, the ambiguous nature of certain discrete structures is problematic for their modeling as well as their processing and analysis with a program. Natural language, and in particular its textual representation, is an example. The subject of this thesis is to explore this question, which we approach using combinatorial and geometric methods. These methods allow us to address the problem of extracting information from large networks of entities and to construct representations useful for natural language processing.Firstly, we start by showing combinatorial properties of a family of graphs implicitly involved in sequential models. These properties essentially concern the inverse problem of finding a sequence representing a given graph. The resulting algorithms allow us to carry out an experimental comparison of different sequential models used in language modeling.Secondly, we consider an application for the problem of identifying named entities. Following a review of recent solutions, we propose a competitive method based on the comparison of knowledge graph structures which is less costly in annotating examples dedicated to the problem. We also establish an experimental analysis of the influence of entities from capital relations. This analysis suggests to broaden the framework for applying the identification of entities to knowledge bases of different natures. These solutions are used today in a software library in the banking sector.Then, we perform a geometric study of recently proposed representations of words, during which we discuss a geometric conjecture theoretically and experimentally. This study suggests that language analogies are difficult to transpose into geometric properties, and leads us to consider the paradigm of distance geometry in order to construct new representations.Finally, we propose a methodology based on the paradigm of distance geometry in order to build new representations of words or entities. We propose algorithms for solving this problem on some large scale instances, which allow us to build interpretable and competitive representations in performance for extrinsic tasks. More generally, we propose through this paradigm a new framework and research leadsfor the construction of representations in machine learning

Cette thèse est consacrée à l'étude des algèbres de Hecke carquois et de certaines généralisations des algèbres d'Iwahori-Hecke. Dans un premier temps, nous montrons deux résultats concernant les algèbres de Hecke carquois, dans le cas où le carquois possède plusieurs composantes connexes puis lorsqu'il possède un automorphisme d'ordre fini. Ensuite, nous rappelons un isomorphisme de Brundan-Kleshchev et Rouquier entre algèbres d'Ariki-Koike et certaines algèbres de Hecke carquois cyclotomiques. D'une part nous en déduisons qu'une équivalence de Morita importante bien connue entre algèbres d'Ariki-Koike provient d'un isomorphisme, d'autre part nous donnons une présentation de type Hecke carquois cyclotomique pour l'algèbre de Hecke de G(r,p,n). Nous généralisons aussi l'isomorphisme de Brundan-Kleshchev pour montrer que les algèbres de Yokonuma-Hecke cyclotomiques sont des cas particuliers d'algèbres de Hecke carquois cyclotomiques. Finalement, nous nous intéressons à un problème de combinatoire algébrique, relié à la théorie des représentations des algèbres d'Ariki-Koike. En utilisant la représentation des partitions sous forme d'abaque et en résolvant, via un théorème d'existence de matrices binaires, un problème d'optimisation convexe sous contraintes à variables entières, nous montrons qu'un multi-ensemble de résidus qui est bégayant provient nécessairement d'une multi-partition bégayante
This thesis is devoted to the study of quiver Hecke algebras and some generalisations of Iwahori-Hecke algebras. We begin with two results concerning quiver Hecke algebras, first when the quiver has several connected components and second when the quiver has an automorphism of finite order. We then recall an isomorphism of Brundan-Kleshchev and Rouquier between Ariki-Koike algebras and certain cyclotomic quiver Hecke algebras. From this, on the one hand we deduce that a well-known important Morita equivalence between Ariki--Koike algebras comes from an isomorphism, on the other hand we give a cyclotomic quiver Hecke-like presentation for the Hecke algebra of type G(r,p,n). We also generalise the isomorphism of Brundan-Kleshchev to prove that cyclotomic Yokonuma-Hecke algebras are particular cases of cyclotomic quiver Hecke algebras. Finally, we study a problem of algebraic combinatorics, related to the representation theory of Ariki-Koike algebras. Using the abacus representation of partitions and solving, via an existence theorem for binary matrices, a constrained optimisation problem with integer variables, we prove that a stuttering multiset of residues necessarily comes from a stuttering multipartition

La combinatoire algébrique est le champ de recherche qui utilise des méthodes combinatoires et des algorithmes pour étudier les problèmes algébriques, et applique ensuite des outils algébriques à ces problèmes combinatoires. L’un des thèmes centraux de la combinatoire algébrique est l’étude des permutations car elles peuvent être interprétées de bien des manières (en tant que bijections, matrices de permutations, mais aussi mots sur des entiers, ordre totaux sur des entiers, sommets du permutaèdre…). Cette riche diversité de perspectives conduit alors aux généralisations suivantes du groupe symétrique. Sur le plan géométrique, le groupe symétrique engendré par les transpositions élémentaires est l’exemple canonique des groupes de réflexions finis, également appelés groupes de Coxeter. Sur le plan monoïdal, ces même transpositions élémentaires deviennent les opérateurs du tri par bulles et engendrent le monoïde de 0-Hecke, dont l’algèbre est la spécialisation à q=0 de la q-déformation du groupe symétrique introduite par Iwahori. Cette thèse se consacre à deux autres généralisations des permutations. Dans la première partie de cette thèse, nous nous concentrons sur les matrices de permutations partielles, en d’autres termes les placements de tours ne s’attaquant pas deux à deux sur un échiquier carré. Ces placements de tours engendrent le monoïde de placements de tours, une généralisation du groupe symétrique. Dans cette thèse nous introduisons et étudions le 0-monoïde de placements de tours comme une généralisation du monoïde de 0-Hecke. Son algèbre est la dégénérescence à q=0 de la q-déformation du monoïde de placements de tours introduite par Solomon. On étudie par la suite les propriétés monoïdales fondamentales du 0-monoïde de placements de tours (ordres de Green, propriété de treillis du R-ordre, J-trivialité) ce qui nous permet de décrire sa théorie des représentations (modules simples et projectifs, projectivité sur le monoïde de 0-Hecke, restriction et induction le long d’une fonction d’inclusion).Les monoïdes de placements de tours sont en fait l’instance en type A de la famille des monoïdes de Renner, définis comme les complétés des groupes de Weyl (c’est-à-dire les groupes de Coxeter cristallographiques) pour la topologie de Zariski. Dès lors, dans la seconde partie de la thèse nous étendons nos résultats du type A afin de définir les monoïdes de 0-Renner en type B et D et d’en donner une présentation. Ceci nous conduit également à une présentation des monoïdes de Renner en type B et D, corrigeant ainsi une présentation erronée se trouvant dans la littérature depuis une dizaine d’années. Par la suite, nous étudions comme en type A les propriétés monoïdales de ces nouveaux monoïdes de 0-Renner de type B et D : ils restent J-triviaux, mais leur R-ordre n’est plus un treillis. Cela ne nous empêche pas d’étudier leur théorie des représentations, ainsi que la restriction des modules projectifs sur le monoïde de 0-Hecke qui leur est associé. Enfin, la dernière partie de la thèse traite de différentes généralisations des permutations. Dans une récente séries d’articles, Châtel, Pilaud et Pons revisitent la combinatoire algébrique des permutations (ordre faible, algèbre de Hopf de Malvenuto-Reutenauer) en terme de combinatoire sur les ordres partiels sur les entiers. Cette perspective englobe également la combinatoire des quotients de l’ordre faible tels les arbres binaires, les séquences binaires, et de façon plus générale les récents permutarbres de Pilaud et Pons. Nous généralisons alors l’ordre faibles aux éléments des groupes de Weyl. Ceci nous conduit à décrire un ordre sur les sommets des permutaèdres, associaèdres généralisés et cubes dans le même cadre unifié. Ces résultats se basent sur de subtiles propriétés des sommes de racines dans les groupes de Weyl qui s’avèrent ne pas fonctionner pour les groupes de Coxeter qui ne sont pas cristallographiques
Algebraic combinatorics is the research field that uses combinatorial methods and algorithms to study algebraic computation, and applies algebraic tools to combinatorial problems. One of the central topics of algebraic combinatorics is the study of permutations, interpreted in many different ways (as bijections, permutation matrices, words over integers, total orders on integers, vertices of the permutahedron…). This rich diversity of perspectives leads to the following generalizations of the symmetric group. On the geometric side, the symmetric group generated by simple transpositions is the canonical example of finite reflection groups, also called Coxeter groups. On the monoidal side, the simple transpositions become bubble sort operators that generate the 0-Hecke monoid, whose algebra is the specialization at q=0 of Iwahori’s q-deformation of the symmetric group. This thesis deals with two further generalizations of permutations. In the first part of this thesis, we first focus on partial permutations matrices, that is placements of pairwise non attacking rooks on a n by n chessboard, simply called rooks. Rooks generate the rook monoid, a generalization of the symmetric group. In this thesis we introduce and study the 0-Rook monoid, a generalization of the 0-Hecke monoid. Its algebra is a proper degeneracy at q = 0 of the q-deformed rook monoid of Solomon. We study fundamental monoidal properties of the 0-rook monoid (Green orders, lattice property of the R-order, J-triviality) which allow us to describe its representation theory (simple and projective modules, projectivity on the 0-Hecke monoid, restriction and induction along an inclusion map).Rook monoids are actually type A instances of the family of Renner monoids, which are completions of the Weyl groups (crystallographic Coxeter groups) for Zariski’s topology. In the second part of this thesis we extend our type A results to define and give a presentation of 0-Renner monoids in type B and D. This also leads to a presentation of the Renner monoids of type B and D, correcting a misleading presentation that appeared earlier in the litterature. As in type A we study the monoidal properties of the 0-Renner monoids of type B and D : they are still J-trivial but their R-order are not lattices anymore. We study nonetheless their representation theory and the restriction of projective modules over the corresponding 0-Hecke monoids. The third part of this thesis deals with different generalizations of permutations. In a recent series of papers, Châtel, Pilaud and Pons revisit the algebraic combinatorics of permutations (weak order, Malvenuto-Reutenauer Hopf algebra) in terms of the combinatorics of integer posets. This perspective encompasses as well the combinatorics of quotients of the weak order such as binary trees, binary sequences, and more generally the recent permutrees of Pilaud and Pons. We generalize the weak order on the elements of the Weyl groups. This enables us to describe the order on vertices of the permutahedra, generalized associahedra and cubes in the same unified context. These results are based on subtle properties of sums of roots in Weyl groups, and actually fail for non-crystallographic Coxeter groups