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3 février 2010, l'archive ouverte de photographies et d'images scientifiques, ouvre ses portes.

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On the relevance of the dam break problem in the context of nonlinear shallow water equations

Denys Dutykh et al.

The classical dam break problem has become the de facto standard in validating the Nonlinear Shallow Water Equations (NSWE) solvers. Moreover, the NSWE are widely used for flooding simulations. While applied mathematics community is essentially focused on developing new numerical schemes, we tried to examine the validity of the mathematical model under consideration. The main purpose of this study is to check the pertinence of the NSWE for flooding processes. From the mathematical point of view, the answer is not obvious since all derivation procedures assumes the total water depth positivity. We performed a comparison between the two-fluid Navier-Stokes simulations and the NSWE solved analytically and numerically. Several conclusions are drawn out and perspectives for future research are outlined.

A local limit theorem for random walks in random scenery and on randomly oriented lattices

Fabienne Castell et al.

Random walks in random scenery are processes defined by $Z_n:=\sum_{k=1}^n\xi_{X_1+...+X_k}$, where $(X_k,k\ge 1)$ and $(\xi_y,y\in\mathbb Z)$ are two independent sequences of i.i.d. random variables. We assume here that their distributions belong to the normal domain of attraction of stable laws with index $\alpha\in (0,2]$ and $\beta\in (0,2]$ respectively. These processes were first studied by H. Kesten and F. Spitzer, who proved the convergence in distribution when $\alpha\neq 1$ and as $n\to \infty$, of $n^{-\delta}Z_n$, for some suitable $\delta>0$ depending on $\alpha$ and $\beta$. Here we are interested in the convergence, as $n\to \infty$, of $n^\delta{\mathbb P}(Z_n=\lfloor n^{\delta} x\rfloor)$, when $x\in \RR$ is fixed. We also consider the case of random walks on randomly oriented lattices for which we obtain similar results.

Approximations hybrides de processus de Markov à sauts multi-échelles : applications aux modèles de réseaux de gènes en biologie moléculaire

Alina Crudu

L'objectif principal de cette thèse a été de développer des nouveaux outils mathématiques pour l'étude des phénomènes stochastiques en biologique moléculaire. Les modèles mathématiques pour la dynamique stochastique des réseaux de réactions biochimiques sont basés sur les processus de Markov à sauts. On propose des approximations hybrides pour les processus de Markov à sauts multi-échelles. En utilisant comme argument heuristique un développement limité du générateur du processus à sauts (procédé connu en chimie et en physique sous le nom de développement de Kramers-Moyal) nous identifions plusieurs types d'asymptotiques hybrides : processus déterministes par morceaux et diffusions hybrides. Le développement de Kramers-Moyal permet d'obtenir de manière systématique des modèles hybrides, qui sont simulés par la suite avec des algorithmes adaptés. Les approximations déterministes par morceaux sont étudiées avec des méthodes mathématiques rigoureuses. On montre la convergence faible du processus de Markov à sauts vers deux types de processus déterministes par morceaux : avec et sans sauts dans les variables continues. Les approximations hybrides peuvent être simplifiées davantage en utilisant des méthodes de moyennisation. On propose aussi quelques résultats dans cette direction.

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