Cet ouvrage est issu d’un cours de Master 2 enseigné à l’UPMC entre 2004 et 2007. Nous y présentons une sélection de techniques mathématiques orientées vers la résolution des équations aux dérivées partielles elliptiques semi-linéaires et quasi-linéaires. Après un vade-mecum d'analyse réelle et d'analyse fonctionnelle de base pour les EDP, sans démonstrations pour les points les plus connus, nous parcourons ainsi les théorèmes de point fixe classiques, les opérateurs de superposition dans les espaces de Lebesgue et de Sobolev, la méthode de Galerkin, les principes du maximum et la régularité elliptique, nous faisons une excursion assez longue dans divers aspects du calcul des variations puis terminons par les opérateurs monotones et pseudo-monotones. Tout ceci est agrémenté d’exemples et chaque chapitre est complété d'un nombre d’exercices qui croît essentiellement avec le numéro du chapitre, au fur et à mesure que de nouveaux matériaux sont présentés. This book stems from lectures notes of a Master 2 class held at UPMC between 2004 and 2007. A selection of mathematical techniques geared towards the resolution of semilinear and quasilinear elliptic partial differential equations is presented. After a short survival guide in basic real and functional analysis for PDEs, without proofs for the most well-known results, we walk through the classical fixed point theorems, the superposition operators in Lebesgue and Sobolev spaces, the Galerkin method, the maximum principles and elliptic regularity, we make a rather long foray into various aspects of the calculus of variations, and conclude with monotone and pseudo-monotone operators, by way of numerous examples. Each chapter is complemented by a number of exercises that grows with the chapter number as more and more material is made available.

Nous nous intéressons dans cette thèse à divers problèmes d'équations aux dérivées partielles elliptiques non-linéaires dans la première partie, nous construisons un contre-exemple pour montrer un résultat de non-existence de solutions d'ondes progressives pour un modèle intervenant en combustion dans un domaine cylindrique infini en dimension trois. L'objet de la deuxième partie est l'existence de solutions d'une équation semi-linéaire dans un cylindre fini, faisant intervenir le gradient dans le terme non-linéaire. Les conditions aux bords sont mixtes de type Dirichlet et Newmann. Nous utilisons la méthode de sous- et sur-solutions. La difficulté ici est le fait que le domaine possède des coins. Dans la troisième partie, nous étudions comme dans la première partie l'existence d'ondes progressives dans un domaine cylindrique infini dans le cas où le terme source change plusieurs fois de signe. Nous établissons une condition nécessaire et suffisante pour l'existence d'une onde. Enfin la quatrième partie a pour objet l'étude de la symétrie de solutions positives d'une équation aux dérivées partielles elliptique semi-linéaire dans des domaines sectoriels avec des conditions aux bords mixtes de Dirichlet et Newmann et utilise des développements récents sur la méthode de déplacement d'hyperplans

ON DEMONTRE UN THEOREME DE REGULARITE DES SOLUTIONS POUR LES EQUATIONS AUX DERIVEES PARTIELLES NON LINEAIRES D'ORDRE 2: SI U EST UNE SOLUTION REELLE ASSEZ REGULIERE, SI LE SYMBOLE PRINCIPAL DE L'OPERATEUR LINEARISE EST POSITIF, ET SI LA CONDITION DE HOERMANDER OU GLEINIK-RADHEVIE EST SATISFAITE, ALORS U APPARTIENT A C**(INFINI). DE MEME, SI U APPARTIENT A C::(LOC)**(P)(OMEGA ), RHO >OU= 3, EST UN MINIMUM TRES STRICT D'UNE FONCTIONNELLE INTEGRALE I(U)=SOM::(OMEGA )F(X,U,NABLA U), C'EST-A-DIRE SI POUR TOUT X DE OMEGA , IL EXISTE UN VOISINAGE K DE X, ET C>0,EPSILON >0, TELS QUE I(U+U) >OU= I(U)+C//PHI //EPSILON **(2) POUR TOUT PHI REELLE DE C::(0)**(INFINI)(K), ALORS U EST NECESSAIREMENT C**(INFINI). ON CONSIDERE DES EQUATIONS AUX DERIVEES PARTIELLES NON LINEAIRES DE LA FORME F(X,XALPHA U)=0 OU LES X::(1),...,X::(P) SONT DES CHAMPS DE VECTEURS VERIFIANT LA CONDITION DE HOERMANDER. SOIT U UNE SOLUTION REELLE ASSEZ REGULIERE, ON SUPPOSE QUE LA LOCALISATION DE L'OPERATEUR LINEARISE SUR LE GROUPE DE LIE ASSOCIE AU SYSTEME (X::(J)) EST HYPOELLIPTIQUE; ON DEMONTRE SOUS CES HYPOTHESES QUE U APPARTIENT A C**(INFINI). ON CONSIDERE DES OPERATEURS DIFFERENTIELS LINEAIRES D'ORDRE 2 A COEFFICIENTS C**(2) QUI SATISFONT LA CONDITION GEOMETRIQUE DE FEFFERMAN ET PHONG. ON DEMONTRE QU'ILS SONT SOUS ELLIPTIQUES DANS R**(2), ET ON ONBTIENT UN THEOREME DE REGULARITE DES SOLUTIONS NON LINEAIRES

Qu’il s’agisse d’applications en physique ou en mécanique, en médecine ou en biologie, mais aussi en économie, dans les médias et en marketing, ou encore dans le domaine des finances, la traduction phénoménologique du système étudié conduit très souvent à la résolution d’équations différentielles ou aux dérivées partielles. Incontestablement, ce sont les éléments finis qui ont bouleversé le monde de l’approximation numérique des équations aux dérivées partielles. Cet ouvrage est composé de deux parties : la première est un abrégé de cours portant sur les outils de base de l’analyse mathématique des équations aux dérivées partielles et la seconde contient des problèmes corrigés qui abordent l’approximation par éléments finis des formulations variationnelles des problèmes aux limites elliptiques. Des applications en mécanique des solides déformables, à la résistance des matériaux, en mécanique des fluides et en thermique ainsi que quelques problèmes non linéaires y sont présentés.Cet ouvrage s'adresse aux étudiants en sciences et techniques de l'ingénieur des universités et des grandes écoles.