Auteur :Titre :Directeurs de thèse :Abdulhafidh MODABISHÉnumération de nombre d’arbres couvrants dans certa<strong>in</strong>escartes planaires spéciales.Pr. Mohamed EL MARRAKIRésuméLe nombre d’arbres couvrants dans une carte planaire - graphe plongé dans une surfacesans croisement d’arêtes - (réseau) est un important bien étudié la quantité et <strong>in</strong>variantdu graphe (réseau); de plus c’est aussi une mesure importante de la fiabilité d’un réseauqui joue un rôle central dans la théorie classique de Kirchh<strong>of</strong>f des réseaux électriques.Dans un graphe (réseau) qui contient plusieurs cycles, il faut supprimer les redondancesdans ce réseau, i.e., on obtient un arbre couvrant. Un arbre couvrant dans une carte Cest un arbre qui a le même ensemble de sommets en tant que C (arbre qui passe par tousles sommets de la carte C).Notre thème de recherche dans cette thèse se concentre sur le calcul du nombred’arbres couvrants dans les cartes planaires connexes, un sujet dans la théorie des graphescomb<strong>in</strong>atoire; a<strong>in</strong>si que, pour trouver de nouvelles méthodes pour calculer le nombred’arbres couvrants dans une carte planaire (réseau).Arbres couvrants sont pert<strong>in</strong>ents pour les différents aspects de graphes (réseaux). Engénéral, le nombre d’arbres couvrants dans un réseau peut être obtenu par le calcul ledéterm<strong>in</strong>ant de la matrice laplacien liée ou le calcul du spectre de Laplace du réseau.Cependant, pour une grande carte (réseau), l’évaluation du déterm<strong>in</strong>ant pert<strong>in</strong>ent est uncalcul difficile. Dans ce travail, nous fournissons de nouvelles méthodes pour faciliter lecalcul du nombre d’arbres couvrants dans les cartes planaires et de prouver de nouveauxrésultats simplifiée et généralisée. Enf<strong>in</strong>, nous appliquons ces méthodes sur certa<strong>in</strong>escartes planaires à f<strong>in</strong> de dériver plusieurs formules explicites pour calculer le nombred’arbres couvrants dans certa<strong>in</strong>es familles particulières des cartes planaires.Mots-clés : graphes, cartes, arbres, arbres couvrants, complexité, laplacien matrice,théorème de Kirchh<strong>of</strong>f, les chaînes de n-Fan, les chaînes de n-Grille, fleur d’étoile carteplanaire, maximale carte planaire, <strong>in</strong>dice de Wiener.
ENUMERATION OF THE NUMBER OF SPANNING TREESIN SOME SPECIAL PLANAR MAPSAbstractThe <strong>number</strong> <strong>of</strong> <strong>spann<strong>in</strong>g</strong> <strong>trees</strong> <strong>in</strong> a planar map - graph embedded <strong>in</strong>to <strong>the</strong> surfaceswithout edge-cross<strong>in</strong>gs - (network) is an important well-studied quantity and <strong>in</strong>variant<strong>of</strong> <strong>the</strong> graph (network); moreover it is also an important measure <strong>of</strong> reliability <strong>of</strong> anetwork which plays a central role <strong>in</strong> Kirchh<strong>of</strong>f’s classical <strong>the</strong>ory <strong>of</strong> electrical networks.In a graph (network), that conta<strong>in</strong>s several cycles, we must remove <strong>the</strong> redundancies<strong>in</strong> this network, i.e., we obta<strong>in</strong> a <strong>spann<strong>in</strong>g</strong> tree. A <strong>spann<strong>in</strong>g</strong> tree <strong>in</strong> a map C is a treewhich has <strong>the</strong> same vertex set as C (tree that pass<strong>in</strong>g through all <strong>the</strong> vertices <strong>of</strong> <strong>the</strong> map C).Our research <strong>the</strong>me <strong>in</strong> this <strong>the</strong>sis focuses on <strong>the</strong> count<strong>in</strong>g <strong>of</strong> <strong>the</strong> <strong>number</strong> <strong>of</strong> <strong>spann<strong>in</strong>g</strong><strong>trees</strong> <strong>in</strong> connected planar maps, a subject <strong>in</strong> comb<strong>in</strong>atorial graph <strong>the</strong>ory; as well as, t<strong>of</strong><strong>in</strong>d new methods to calculate <strong>the</strong> <strong>number</strong> <strong>of</strong> <strong>spann<strong>in</strong>g</strong> <strong>trees</strong> <strong>in</strong> any map (network).Spann<strong>in</strong>g <strong>trees</strong> are relevant to various aspects <strong>of</strong> graphs. Generally, <strong>the</strong> <strong>number</strong> <strong>of</strong><strong>spann<strong>in</strong>g</strong> <strong>trees</strong> <strong>in</strong> a network can be obta<strong>in</strong>ed by comput<strong>in</strong>g a related determ<strong>in</strong>ant <strong>of</strong><strong>the</strong> Laplacian matrix or comput<strong>in</strong>g <strong>the</strong> Laplace spectrum <strong>of</strong> <strong>the</strong> network. However,for a large map, evaluat<strong>in</strong>g <strong>the</strong> relevant determ<strong>in</strong>ant is computationally <strong>in</strong>tractable.In this work, we provide new methods to facilitate <strong>the</strong> calculation <strong>of</strong> <strong>the</strong> <strong>number</strong> <strong>of</strong><strong>spann<strong>in</strong>g</strong> <strong>trees</strong> <strong>in</strong> planar maps and to prove new simplified and generalized results.F<strong>in</strong>ally, we apply <strong>the</strong>se methods on certa<strong>in</strong> planar maps to derive several explicit formulaefor calculat<strong>in</strong>g <strong>the</strong> <strong>number</strong> <strong>of</strong> <strong>spann<strong>in</strong>g</strong> <strong>trees</strong> <strong>in</strong> <strong>some</strong> special families <strong>of</strong> planar maps.Keywords: graphs, maps, <strong>trees</strong>, <strong>spann<strong>in</strong>g</strong> <strong>trees</strong>, complexity, Laplacian matrix,Matrix-Tree Theorem, <strong>the</strong> n-Fan cha<strong>in</strong>s, <strong>the</strong> n- Grid cha<strong>in</strong>s, star flower planar map,maximal planar map, Wiener <strong>in</strong>dex.