Existence de chocs faibles pour des systèmes quasi-linéaires hyperboliques multidimensionnels
Existence of weak shocks for multidimensional quasi-linear hyperbolic systems
Français
L'objet de ce travail est l'étude des chocs faibles pour des systèmes de lois de conservation en dimension d'espace deux ou plus. Le résultat principal est la construction dans un domaine indépendant du paramètre $\varepsilon $, de familles de solutions $u^\varepsilon $ ayant une discontinuité sur une hypersurface $\Sigma ^\varepsilon $ avec un saut d'amplitude d'ordre de grandeur $ \varepsilon $. Le problème à $\varepsilon $ fixé a été résolu par A. Majda, comme un problème mixte hyperbolique non linéaire à frontière libre non caractéristique. Lorsque $\varepsilon $ tend vers $0$, le front tend à devenir caractéristique et on doit faire face à un problème de type perturbation singulière avec perte de stabilité et de régularité. Ces pertes mettent en échec les méthodes iques d'obtention des estimations a priori par dérivation de l'équation et de construction de solutions par des schémas itératifs de type Picard. On est conduit à utiliser des outils plus sophistiqués, comme le calcul paradifférentiel pour les estimations a priori et les schémas de type Nash-Moser pour la construction des solutions. Une application importante des résultats concerne les équations d'Euler de la dynamique des gaz. On peut ainsi construire des familles de chocs faibles aussi bien dans le cas du système d'Euler complet que dans le cas du système isentropique. Nos résultats permettent aussi de comparer ces deux familles de chocs faibles.