Phase transitions in random groups : free subgroups and van Kampen 2-complexes

Transitions de phase dans les groupes aléatoires : sous-groupes libres et 2-complexes de van Kampen Dans cette thèse, nous étudions les transitions de phase dans les groupes aléatoires à densité. Un groupe aléatoire à densité d est défini par une présentation avec m générateurs et 2m-1 puissance dl relations aléatoires, où l est la longueur maximale des relations. Nous avons deux résultats principaux : un sur le problème des sous-groupes libres et l'autre sur l'existence des 2-complexes de van Kampen. Pour tout entier r entre 1 et m-1, nous trouvons une transition de phase à la densité d(r) = min{1/2, 1-log(2r-1)/log(2m-1)} : Si d>dr, alors les r premiers générateurs engendrent le groupe entier ; si d<d(r), alors les r premiers générateurs engendrent un sous-groupe libre. Ce résultat donne de nouveaux exemples de présentations de groupes satisfaisant la propriété de Freiheitssatz, avec une grande variété de longueurs de relations. Pour chaque 2-complexe d'une forme géométrique donnée, nous donnons une densité critique qui caractérise l'existence d'un 2-complexe de van Kampen dont le 2-complexe sous-jacent est celui donné. Afin de prouver ce résultat, nous étudions en détail la formule d'intersection pour les sous-ensembles aléatoires et donnons une version multidimensionnelle de cette formule.