Théorèmes d'existence pour des systèmes d'équations différentielles et d'équations aux échelles de temps

Nous présentons dans cette thèse des théorèmes d’existence pour des systèmes d’équations diﬀérentielles non-linéaires d’ordre trois, pour des systèmes d’équa- tions et d’inclusions aux échelles de temps non-linéaires d’ordre un et pour des systèmes d’équations aux échelles de temps non-linéaires d’ordre deux sous cer- taines conditions aux limites.     Dans le chapitre trois, nous introduirons une notion de tube-solution pour obtenir des théorèmes d’existence pour des systèmes d’équations diﬀérentielles du troisième ordre. Cette nouvelle notion généralise aux systèmes les notions de sous- et sur-solutions pour le problème aux limites de l’équation diﬀérentielle du troisième ordre étudiée dans [34]. Dans la dernière section de ce chapitre, nous traitons les systèmes d’ordre trois lorsque f est soumise à une condition de crois- sance de type Wintner-Nagumo. Pour admettre l’existence de solutions d’un tel système, nous aurons recours à la théorie des inclusions diﬀérentielles. Ce résultat d’existence généralise de diverses façons un théorème de Grossinho et Minhós [34].     Le chapitre suivant porte sur l’existence de solutions pour deux types de sys- tèmes d’équations aux échelles de temps du premier ordre. Les résultats d’exis- tence pour ces deux problèmes ont été obtenus grâce à des notions de tube-solution adaptées à ces systèmes. Le premier théorème généralise entre autre aux systèmes et à une échelle de temps quelconque, un résultat obtenu pour des équations aux diﬀérences ﬁnies par Mawhin et Bereanu [9]. Ce résultat permet également d’obte- nir l’existence de solutions pour de nouveaux systèmes dont on ne pouvait obtenir l’existence en utilisant le résultat de Dai et Tisdell [17]. Le deuxième théorème de ce chapitre généralise quant à lui, sous certaines conditions, des résultats de [60]. Le chapitre cinq aborde un nouveau théorème d’existence pour un système d’in- clusions aux échelles de temps du premier ordre. Selon nos recherches, aucun résultat avant celui-ci ne traitait de l’existence de solutions pour des systèmes d’inclusions de ce type. Ainsi, ce chapitre ouvre de nouvelles possibilités dans le domaine des inclusions aux échelles de temps. Notre résultat a été obtenu encore une fois à l’aide d’une hypothèse de tube-solution adaptée au problème.     Au chapitre six, nous traitons l’existence de solutions pour des systèmes d’équations aux échelles de temps d’ordre deux. Le premier théorème d’existence que nous obtenons généralise les résultats de [36] étant donné que l’hypothèse que ces auteurs utilisent pour faire la majoration a priori est un cas particulier de notre hypothèse de tube-solution pour ce type de systèmes. Notons également que notre déﬁnition de tube-solution généralise aux systèmes les notions de sous- et sur-solutions introduites pour les équations d’ordre deux par [4] et [55]. Ainsi, nous généralisons également des résultats obtenus pour des équations aux échelles de temps d’ordre deux. Finalement, nous proposons un nouveau résultat d’exis- tence pour un système dont le membre droit des équations dépend de la ∆-dérivée de la fonction. In this thesis, we present existence theorems for systems of third order nonli- near diﬀerential equations, for systems of ﬁrst order nonlinear time scales equa- tions and inclusions and for systems of second order nonlinear time scales equa- tions under some boundary conditions. In chapter three, we introduce a concept of solution-tube to get existence theorems for systems of third order diﬀerential equations. This new deﬁnition generalizes to systems the notions of lower- and upper-solution to third order diﬀerential equations introduced in [34]. In the last part of this chapter, we study third order systems when the right member f sa- tisﬁes a Wintner-Nagumo growth condition. To obtain an existence result in this case, we use the theory of diﬀerential inclusions. This result generalizes in many ways a theorem due to Grossinho and Minhós [34].     The next chapter concerns the existence of solutions for two kind of systems of ﬁrst order time scales equations. Existence results for these problems are obtained with new notions of solution-tube adapted to these systems. Our ﬁrst theorem ge- neralizes to systems and to an arbitrary time scale a result for diﬀerence equations due to Mawhin and Bereanu [9]. Our result permits to deduce the existence of so- lutions for systems which could not be treated in a result of Dai and Tisdell [17]. The second theorem of this chapter generalizes under few conditions some results of [60]. The ﬁfth chapter presents a new existence theorem for a system of ﬁrst order time scales inclusions. As far as we know, there is no result in the littera- ture for this kind of system of inclusions. Therefore, this chapter opens new doors in the branch of time scales inclusions. Again, our new result is obtained with the introduction of an hypothesis of solution-tube adapted to the problem studied.     In the last chapter, existence of solutions for systems of second order time scales equations are obtained. The ﬁrst result of this chapter generalizes theo- rems of [36] since the hypothesis used by these authors to get a priori bounds for solutions is a particular case of our deﬁnition of solution-tube for this type of problems. Let us mention also that our notion of solution-tube generalizes to systems the deﬁnitions of lower- and upper-solution used for second order time scales equations by [4] and [55]. We also generalize to systems, results obtained for second order time scales equations. Finally, we conclude this chapter with a new existence result for systems of second order time scales equations with a right member depending on the ∆-derivative.

Keyphrases: Analyse non-linéaire, Systèmes d'équations différentielles, Systèmes d'équations aux échelles de temps, Majoration a priori des solutions, Nonlinear analysis, Systems of differential equations, Systems of time scales equations, A priori bounds for solutions