Action du groupe de Klein sur une surface K3

par Paolo Menegatti

Thèse de doctorat en Mathématiques

Sous la direction de Samuel Boissière.

Soutenue le 22-11-2019

à Poitiers , dans le cadre de École doctorale Sciences et Ingénierie des Systèmes, Mathématiques, Informatique (Limoges) , en partenariat avec Laboratoire de mathématiques et applications - LMA (Poitiers) (laboratoire) , Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées (faculte) et de Laboratoire de Mathématiques et Applications / LMA-Poitiers (laboratoire) .

Le président du jury était Pascal Autissier.

Le jury était composé de Samuel Boissière, Boris Pasquier, Enrica Floris, Jean-Philippe Furter.

Les rapporteurs étaient Alice Garbagnati, François Charles.


  • Résumé

    L’objet de ce travail est la classification des actions du groupe de Klein G≃(ℤ/2ℤ)² sur une surface K3, X, où G contient une involution non-symplectique qui agit trivialement sur le réseau de Neron-Severi de X, ainsi que la détermination du nombre de points qui en composent le lieu fixe.Cela est accompli avec des méthodes purement algébriques, grâce à la théorie de Smith, qui permet de relier la cohomologie du lieu fixe H*(Xᴳ, F₂) à la G-cohomologie de H*(X, F₂).Nous commençons par déterminer les différentes possibilités pour la cohomologie du G-module H²(X, F₂) (et par conséquent la cohomologie du lieu fixe Xᴳ), en donnant aussi des résultats partiels pour le cas plus général G≃(ℤ/pℤ)ⁿ.Ensuite nous étudions l’extension du réseau de cohomologie H²(X, ℤ) induite par l’action de G et nous donnons une formule reliant le nombre des point fixes qui composent Xᴳ, à certains invariants numériques de l’ex-tension: notamment les dimensions des groupes discriminants des réseaux invariants, mais aussi un nouvel invariant numérique, que nous montrons être indépendant des autres et nécessaire pour le calcul du lieu fixe.Pour conclure, en utilisant le théorème de Torelli, nous déterminons tous les possibilités pour une action de G sur X et nous donnons aussi des exemples géométriques avec les fibrations elliptiques, confirmant les résultats prouvés.

  • Titre traduit

    Action of the Klein group on a K3 surface


  • Résumé

    The aim of this work is to classify the actions of the Klein group G on a K3 surface X, where G≃(ℤ/2ℤ)² contains a non-symplectic involution which acts trivially on Neron-Severi lattice, as well as computing the number of points composing the fixed locus.This result is achieved through purely algebraic methods, due to Smith’s theory, which relates the cohomology of the fixed locus H*(Xᴳ, F₂) to the group cohomology H*(X, F₂).Firstly, we identify all possibilities for the cohomology of the G-module H²(X, F₂) (and therefore the cohomology of fixed locus Xᴳ), providing some partial results for the general case G≃(ℤ/pℤ)ⁿ.Thereafter, we study the extension of the cohomology lattice H²(X, ℤ) induced by the action of G and we prove a formula giving the number of fixed points composing Xᴳ from some numerical invariants of the extension.Namely the dimensions of discriminant groups of invariant lattices, but also a new numerical invariant, essential for the computation of the fixed locus, which we prove to be unrelated to other ones.Finally, via Torelli theorem, we find all possibilities for G acting on X and we provide some geometric examples -confirming our results- using elliptic fibrations.


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