Le calcul tensoriel sur les variétés différentielles comprend l'arithmétique des champs tensoriels, le produit tensoriel, les contractions, la symétrisation et l'antisymétrisation, la dérivée de Lie le long d'un champ vectoriel, le transport par une application différentiable (pullback et pushforward), mais aussi les opérations intrinsèques aux formes différentielles (produit intérieur, produit extérieur et dérivée extérieure). On ajoutera également toutes les opérations sur les variétés pseudo-riemanniennes (variétés dotées d'un tenseur métrique) : connexion de Levi-Civita, courbure, géodésiques, isomorphismes musicaux et dualité de Hodge.Dans ce cours, nous introduirons tout d'abord la problématique du calcul tensoriel formel, en distinguant le calcul dit “abstrait” du calcul explicite. C'est ce dernier qui nous intéresse ici. Il se ramène in fine au calcul symbolique sur les composantes des champs tensoriels dans un champ de repères, ces composantes étant exprimées en termes des coordonnées d'une carte donnée.
Nous discuterons alors d'une méthode de calcul tensoriel générale, valable sur l'intégralité d'une variété donnée, sans que l'utilisateur ait à préciser dans quels champs de repères et avec quelles cartes doit s'effectuer le calcul. Cela suppose que la variété soit couverte par un atlas minimal, défini carte par carte par l'utilisateur, et soit décomposée en parties parallélisables, i.e. en ouverts couverts par un champ de repères. Ces contraintes étant satisfaites, un nombre arbitraire de cartes et de champs de repères peuvent être introduits, pourvu qu'ils soient accompagnés des fonctions de transition correspondantes.
Nous décrirons l'implémentation concrète de cette méthode dans SageMath ; elle utilise fortement la structure de dictionnaire du langage Python, ainsi que le schéma parent/élément de SageMath et le modèle de coercition associé. La méthode est indépendante du moteur de calcul formel utilisé pour l'expression symbolique des composantes tensorielles dans une carte. Nous présenterons la mise en œuvre via deux moteurs de calcul formel différents : Pynac/Maxima (le défaut dans SageMath) et SymPy. Différents champs d'application seront discutés, notamment la relativité générale et ses extensions.[-]

Le calcul tensoriel sur les variétés différentielles comprend l'arithmétique des champs tensoriels, le produit tensoriel, les contractions, la symétrisation et l'antisymétrisation, la dérivée de Lie le long d'un champ vectoriel, le transport par une application différentiable (pullback et pushforward), mais aussi les opérations intrinsèques aux formes différentielles (produit intérieur, produit extérieur et dérivée extérieure). On ajoutera également toutes les opérations sur les variétés pseudo-riemanniennes (variétés dotées d'un tenseur métrique) : connexion de Levi-Civita, courbure, géodésiques, isomorphismes musicaux et dualité de Hodge.Dans ce cours, nous introduirons tout d'abord la problématique du calcul tensoriel formel, en distinguant le calcul dit “abstrait” du calcul explicite. C'est ce dernier qui nous intéresse ici. Il se ramène in fine au calcul symbolique sur les composantes des champs tensoriels dans un champ de repères, ces composantes étant exprimées en termes des coordonnées d'une carte donnée.
Nous discuterons alors d'une méthode de calcul tensoriel générale, valable sur l'intégralité d'une variété donnée, sans que l'utilisateur ait à préciser dans quels champs de repères et avec quelles cartes doit s'effectuer le calcul. Cela suppose que la variété soit couverte par un atlas minimal, défini carte par carte par l'utilisateur, et soit décomposée en parties parallélisables, i.e. en ouverts couverts par un champ de repères. Ces contraintes étant satisfaites, un nombre arbitraire de cartes et de champs de repères peuvent être introduits, pourvu qu'ils soient accompagnés des fonctions de transition correspondantes.
Nous décrirons l'implémentation concrète de cette méthode dans SageMath ; elle utilise fortement la structure de dictionnaire du langage Python, ainsi que le schéma parent/élément de SageMath et le modèle de coercition associé. La méthode est indépendante du moteur de calcul formel utilisé pour l'expression symbolique des composantes tensorielles dans une carte. Nous présenterons la mise en œuvre via deux moteurs de calcul formel différents : Pynac/Maxima (le défaut dans SageMath) et SymPy. Différents champs d'application seront discutés, notamment la relativité générale et ses extensions.[-]

We consider clustering problems that are fundamental when dealing with trajectory and time series data. The Fréchet distance provides a natural way to measure similarity of curves under continuous reparametrizations. Applied to trajectories and time series, it has proven to be very versatile as it allows local non-linear deformations in time and space. Subtrajectory clustering is a variant of the trajectory clustering problem, where the start and endpoints of trajectory patterns within the collected trajectory data are not known in advance. We study this problem in the form of a set cover problem for a given polygonal curve: find the smallest number k of representative curves such that any point on the input curve is contained in a subcurve that has Fréchet distance at most a given r to a representative curve.[-]

How much cutting is needed to simplify the topology of a surface? We provide bounds for several instances of this question, for the minimum length of topologically non-trivial closed curves, pants decompositions, and cut graphs with a given combinatorial map in triangulated combinatorial surfaces (or their dual cross-metric counterpart).
Our work builds upon Riemannian systolic inequalities, which bound the minimum length of non-trivial closed curves in terms of the genus and the area of the surface. We first describe a systematic way to translate Riemannian systolic inequalities to a discrete setting, and vice-versa. This implies a conjecture by Przytycka and Przytycki from 1993, a number of new systolic inequalities in the discrete setting, and the fact that a theorem of Hutchinson on the edge-width of triangulated surfaces and Gromov's systolic inequality for surfaces are essentially equivalent. We also discuss how these proofs generalize to higher dimensions.
Then we focus on topological decompositions of surfaces. Relying on ideas of Buser, we prove the existence of pants decompositions of length $O(g^{3/2}n^{1/2})$ for any triangulated combinatorial surface of genus g with n triangles, and describe an $O(gn)$-time algorithm to compute such a decomposition.
Finally, we consider the problem of embedding a cut graph (or more generally a cellular graph) with a given combinatorial map on a given surface. Using random triangulations, we prove (essentially) that, for any choice of a combinatorial map, there are some surfaces on which any cellular embedding with that combinatorial map has length superlinear in the number of triangles of the triangulated combinatorial surface. There is also a similar result for graphs embedded on polyhedral triangulations.
systolic geometry - computational topology - topological graph theory - graphs on surfaces - triangulations - random graphs[-]

Paul Hough a mis au point sa “Transformée de Hough” au tout début des années soixante, pour mettre en évidence l'alignement de “points” sur une image. Une dizaine d'années plus tard, Duda et Hart, dans un article référence, montrait que le principe mis en place par Paul Hough permettait d'aller plus loin que la détection de droites, en favorisant la détection de courbes paramétrées dépendant de m paramétres au sein d'un nuage de points. Aujourd'hui, les travaux de recherche autour de cette approche continue à se développer, en particulier pour introduire de la “connaissance” dans la recherche d'occurrences de modèles paramétrés au sein d'un ensemble de données.[-]