CETTE THESE APPORTE UNE CONTRIBUTION A L'ETUDE DE CERTAINES EQUATIONS AUX DERIVEES PARTIELLES ELLIPTIQUES NON-LINEAIRES. ELLE EST COMPOSEE DE DEUX PARTIES DISTINCTES. DANS UNE PREMIERE PARTIE, NOUS ETUDIONS LA CONVERGENCE DE SUITES DE SURFACES DONT LA COURBURE MOYENNE EST PRESCRITE. LA DEUXIEME PARTIE CONCERNE L'ETUDE D'EQUATIONS AUX DERIVEES PARTIELLES ELLIPTIQUES NON LINEAIRES SCALAIRES. DANS UN PREMIER TEMPS NOUS OBTENONS DES RESULTATS D'EXISTENCE DE SOLUTIONS DEFINIES SUR DES ANNEAUX, PUIS UN RESULTAT D'EXISTENCE DE SOLUTIONS DONT LES SINGULARITES PONCTUELLES SONT FIXEES ET ENFIN UN RESULTAT RELATIF A LA REGULARITE DE SOLUTIONS FAIBLES DE CERTAINES DE CES EQUATIONS

CETTE THESE EST DIVISEE EN 2 PARTIES. DANS LA 1ERE NOUS ETUDIONS L'EXISTENCE ET LA MULTIPLICITE DE SOLUTIONS DE DIVERS PROBLEMES ELLIPTIQUES NON LINEAIRES POSES DANS DES OUVERTS BORNES ET NON BORNES DE R**(N). DANS LA 2EME PARTIE ON ETUDIE DES PROBLEMES DE MINIMISATION NON COMPACTS CAR INVARIANTS SOUS L'ACTION D'UN CERTAIN NOMBRE DE GROUPES DE TRANSFORMATION NON COMPACTS. LES SOLUTIONS DE CES PROBLEMES SATISFONT AUSSI DES EQUATIONS ELLIPTIQUES NON LINEAIRES, QUI SONT LES EQUATIONS D'EQUILIBRE DE DIVERS SYSTEMES PHYSIQUES. 1ERE PARTIE : ON S'INTERESSE D'ABORD A L'EXISTENCE DE SOLUTIONS DE PROBLEMES ELLIPTIQUES SURLINEAIRES DANS UNE BANDE INFINIE DE R**(N). LA NON BORNITUDE DES BANDES INFINIES POSE DES PROBLEMES DE COMPACITE LORSQU'ON CHERCHE A TROUVER DES SOLUTIONS D'UNE FORME QUELCONQUE DE CES PROBLEMES. ON DOIT EN FAIT SE RESTREINDRE AUX FONCTIONS QUI ONT DES PROPRIETES DE SYMETRIE PARTICULIERES (SYMETRIE SPHERIQUE DANS LES VARIABLES NON BORNEES DE LA BANDE) ET ALORS ON DEMONTRE QU'ON A LA COMPACITE NECESSAIRE POUR APPLIQUER DES RESULTATS DE POINTS CRITIQUES STANDARD ET OBTENIR DES SOLUTIONS DU PROBLEME QU'ON ETUDIE. DANS LE RESTE DE CETTE 1ERE PARIE ON UTILISE DES METHODES TOPOLOGIQUES (ESTIMATIONS A PRIORI DANS DIVERS ESPACES DE SOBOLEV, DEGRE TOPOLOGIQUE, ETC) POUR DEMONTRER DES RESULTATS DE MULTIPLICITE POUR LES SOLUTIONS DE PROBLEMES ELLIPTIQUES NON LINEAIRES DANS UNE BOULE DE R**(N) ET EGALEMENT D'EXISTENCE DE SOLUTIONS POSITIVES PERIODIQUES DE PROBLEMES PARABOLIQUES SURLINEAIRES. 2EME PARTIE : ETUDE DU PROBLEME DE SKYRME, QUI CONSISTE A CHERCHER DES ETATS STATIONNAIRES POUR DES CHAMPS DE MESONS LIBRES. DEMONSTRATION DE L'EXISTENCE D'UNE SOLUTION DANS LE CAS D'UN MESON ET DONNONS UNE CONDITION SUFFISANTE DANS LE CAS DE PLUSIEURS. UTILISATION DE LA METHODE DE LA CONCENTRATION-COMPACITE ET DES RELATIONS ENTRE LES FONCTIONNELLES SIGNIFICATIVES DANS LE PROBLEME. UN 2EME PROBLEME TRAITE ICI CONSISTE A L'ETUDE DE PROBLEMES DE MINIMISATION QUI MODELISENT LES ETATS D'EQUILIBRE DE SYSTEMES DE PARTICULES ELEMENTAIRES SOUS L'ACTION D'UN CHAMP MAGNETIQUE. NOUS DONNONS DES CONDITIONS POUR L'EXISTENCE D'UNE INFINITE DE SOLUTIONS DES EQUATIONS D'EULER CORRESPONDANTES, QUI SONT DU TYPE EQUATIONS DE SCHROEDINGER SURLINEAIRES

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

LES TRAVAUX PRESENTES DANS CETTE THESE PORTENT SUR LA CONSTRUCTION DE SOLUTIONS AYANT UN LIEU SINGULIER PRESCRIT POUR CERTAINES EQUATIONS AUX DERIVEES PARTIELLES ELLIPTIQUES SEMI-LINEAIRES. LA METHODE QU'ON UTILISE CONSISTE A DEFINIR UNE FAMILLE DE SOLUTIONS APPROCHEES AU PROBLEME A PARTIR DE SOLUTIONS PARTICULIERES RADIALES, PUIS A ETUDIER LE LINEARISE DE L'OPERATEUR CONSIDERE EN CES SOLUTIONS APPROCHEES DANS DES ESPACES FONCTIONNELS BIEN CHOISIS EN L'OCCURENCE LES ESPACES DE HOLDER A POIDS. ENFIN, LA CONCLUSION EST OBTENUE EN UTILISANT LE THEOREME DES FONCTIONS IMPLICITES OU LE THEOREME DU POINT FIXE. DANS LE PREMIER ARTICLE, ON CONSTRUIT UNE SOLUTION DU PROBLEME AVEC NON-LINEARITE SOUS-CRITIQUE DE LIEU SINGULIER EGAL A UNE SOUS-VARIETE COMPACTE SANS BORD. DANS LE DEUXIEME ARTICLE, ON S'INTERESSE AU CAS SUR-CRITIQUE ET ON MONTRE L'EXISTENCE DE SOLUTION FAIBLE POSITIVE DU PROBLEME CONSIDERE DANS LA BOULE UNITE, AYANT UNE SINGULARITE NON ELIMINABLE EN UN POINT FIXE PROCHE DE L'ORIGINE. ON DONNE EN PARTICULIER UNE DEMONSTRATION A UN RESULTAT CONCERNANT L'EQUATION D'EMDEN ENONCE PAR H. MATANO. DANS LE TROISIEME ARTICLE, ON GENERALISE LE RESULTAT PRECEDENT AU CAS D'UN NOMBRE FINI DE SINGULARITES ISOLEES, PLUS PRECISEMENT, ON MONTRE L'EXISTENCE D'UN OUVERT REGULIER CONNEXE CONTENANT UN NOMBRE FINI DE POINTS FIXES ET L'EXISTENCE D'UNE SOLUTION FAIBLE POSITIVE DU PROBLEME QUI EST SINGULIERE EN CHACUN DE CES POINTS. LE QUATRIEME ARTICLE DE LA THESE EST CONSACRE A L'ETUDE DU PROBLEME DE YAMABE SINGULIER. ON Y MONTRE UN RESULTAT DE NON EXISTENCE DE SOLUTION DU PROBLEME DEFINI SUR UN OUVERT ETOILE PAR RAPPORT A UN POINT QUI A UNE SINGULARITE NON EMILINABLE EN CE POINT. ON Y ETEND AUSSI LES RESULTATS DE R. MAZZEO ET F. PACARD AU CAS DU PROBLEME DE YAMABE DEFINI SUR UN OUVERT BORNE CONTENANT DEUX POINTS FIXES. ON DONNE UNE CONDITION SUFFISANTE PORTANT SUR CES DEUX POINTS POUR QU'IL EXISTE UNE SOLUTION FAIBLE POSITIVE DU PROBLEME QUI EST SINGULIERE EN CHACUN DE CES POINTS.

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.