UNE INTRODUCTION AUX MOTIFS
Yves André
Société Mathématique de France 2004
Avant-propos ix
Partie I. Motifs purs
1. Sources : géométrie énumérative, cohomologie, théorie de Galois
3
1.1. Géométrie énumérative 3
1.2. Cohomologie des variétés algébriques 6
1.3. Théorie de Galois 9
2. 0-Catégories rigides, catégories tannakiennes
11
2.1. Introduction 11
2.2. Catégories rigides 12
2.3. Catégories tannakiennes 14
3. Cycles algébriques et cohomologies (cas des variétés projectives lisses)
17
3.1. Cycles algébriques et relations adéquates 17
3.2. Revue des relations adéquates classiques 19
3.3. Cohomologies de Weil 23
3.4. Revue des cohomologies de Weil classiques 27
4. Motifs purs de Grothendieck
31
4.1. Construction 31
4.2. Fonctorialités et premières propriétés 35
4.3. Exemples 38
4.4. Idéaux et équivalences adéquates 42
4.5. Semi-simplicité des motifs numériques à coefficients dans un corps 44
5. Les conjectures standard
47
5.1. Projecteurs de Künneth et poids 47
5.2. Polarisations I (Lefschetz) 50
5.3. Polarisations II (Hodge) 55
5.4. Équivalences homologique et numérique, et relations entre les conjectures standard 56
6. Groupes de Galois motiviques
61
6.1. Conjecture des signes et modification de la contrainte de commutativité 61
6.2. Réalisation de Betti et groupes de Galois motiviques 63
6.3. Groupes de Galois motiviques et invariants 65
7. Les conjectures de plénitude et de semi-simplicité des réalisations enrichies
67
7.1. Foncteurs de réalisation enrichis 67
7.2. La conjecture de Hodge 74
7.3. La conjecture de Tate 76
7.4. La conjecture d'Ogus 79
7.5. La conjecture des périodes de Grothendieck 82
7.6. Techniques de calcul de groupes de Galois motiviques 85
8. Effectivité
89
8.1. Effectivité et coniveau 89
8.2. Conjectures de Hodge et Tate généralisées 90
9. Comment contourner les conjectures standard
93
9.1. Deux manières de contourner les conjectures standard (aperçus) 93
9.2. Par excès : cycles et correspondances motivés 95
9.3. Par défaut : scindage du passage au numérique 97
10. Applications de la théorie des cycles motivés
101
10.1. Transport parallèle de cycles motivés 101
10.2. Cycles de Hodge et cycles de Tate sur les variétés abéliennes 103
10.3. Variation du groupe de Galois motivique dans une famille 105
11. Filtrations sur les anneaux de Chow et nilpotence
109
11.1. Introduction : application d'Abel-Jacobi pour les 0-cycles 109
11.2. Conjectures de Bloch-Beilinson-Murre 111
11.3. Filtration de Saito et équivalences séparées 113
11.4. Le cas d'un corps de base fini 116
11.5. Conjecture de nilpotence de Voevodsky 116
12. Structure de la catégorie des motifs purs pour une équivalence adéquate quelconque
119
12.1. Catégories de Kimura-O'Sullivan 119
12.2. Lien entre motifs de Chow et groupes de Galois motiviques (aperçu de la théorie de O'Sullivan) 124
13. Motifs -purs virtuels attachés aux k-variétés (transition vers la mixité)
127
13.1. Le jeu de Boole des k-variétés 127
13.2. Le motif virtuel d'une k-variété 128
13.3. Fonctions zêta motiviques 129
Partie II. Motifs mixtes
14. Pourquoi des motifs mixtes ?
135
14.1. La filtration par le poids 135
14.2. Des motifs purs aux motifs mixtes 137
14.3. L'idée de cohomologie motivique 139
15. Le formalisme élémentaire des morphismes multivalués
143
15.1. Correspondances finies entre variétés lisses et transferts 143
15.2. Une construction de Suslin-Voevodsky 144
15.3. La catégorie c£(k) 145
15.4. Homologie de Suslin 146
16. Motifs mixtes de Voevodsky
149
16.1. Complexes dans ...(k) 149
16.2. La catégorie triangulée DM...(k) 151
16.3. Triangles de Mayer-Vietoris 154
17. Twists et cohomologie motivique
157
17.1. Twists et définition de DM...(k) 157
17.2. La cohomologie motivique 159
17.3. Première classe de Chern d'un fibré en droites et formule du fibré projectif 161
18. Propriétés fondamentales de DMgm(k)
163
18.1. Éclatements et triangle de Gysin 163
18.2. Simplifiabilité des twists 164
18.3. Lien avec les motifs de Chow 164
18.4. Dualité 165
18.5. Comparaison avec les groupes d'homologie de Suslin, avec les groupes de Chow supérieurs et avec la K-théorie 167
19. Complexes de faisceaux motiviques
169
19.1. Préfaisceaux avec transferts et invariance par homotopie 169
19.2. Topologie de Nisnevich et transferts 172
19.3. Le théorème de plongement 175
19.4. Nouvelle description de la cohomologie motivique 176
20. Exemples : 1-motifs et motifs de Tate mixtes
179
20.1. 1-Motifs 179
20.2. Motifs de Tate mixtes 180
20.3. Motifs de Kummer 182
21. Vers le coeur de DMgm(k)
183
21.1. En quête de MM(k). Problèmes de t-structure et peines de cceur 183
21.2. Motifs des variétés affines lisses et « théorème » de Lefschetz faible en cohomologie motivique 187
21.3. Motifs mixtes et conjectures de Bloch-Beilinson-Murre 188
21.4. La catégorie abélienne des motifs mixtes de Nori 189
22. Réalisations mixtes et régulateurs
191
22.1. Réalisations de De Rham-Betti, de Hodge, et de Tate 191
22.2. Régulateurs 193
22.3. Propriétés attendues des réalisations de MM(k) 194
22.4. Valeurs de fonctions L, périodes, régulateurs 196
Partie III. Périodes
23. Relations de périodes
201
23.1. Retour sur la conjecture des périodes de Grothendieck 201
23.2. Estimation du degré de transcendance de certains sous-corps du corps des périodes 204
23.3. Extension au cas mixte 206
23.4. Extension au cas d'un corps de base transcendant 207
23.5. Vers une théorie de Galois pour des nombres transcendants ? 209
24. Motifs et valeurs spéciales de la fonction ...
211
24.1. Valeurs de P et périodes d'intégrales abéliennes 211
24.2. Distributions et relations de distribution 213
24.3. Types CM et motifs de type CM 215
24.4. Nature motivique des relations monomiales de Shimura 218
24.5. Da capo : valeurs de P comme périodes de Shimura 220
24.6. Conjecture de Rohrlich-Lang et conjecture des périodes 222
25. Motifs et nombres polyzêta
225
25.1. Nombres polyzêta et périodes de motifs de Tate mixtes 225
25.2. Relations de double mélange régularisé 228
25.3. Relations de l'associateur 230
25.4. Conjectures sur l'algèbre des nombres polyzêta 231
25.5. Motifs de Tate mixtes sur Z, et leur groupe de Galois motivique 232
25.6. Interlude : conjectures de Hodge et Tate pour MTM(Z) 234
25.7. Nombres polyzêta et conjecture des périodes de Grothendieck 235
25.8. Nature motivique des relations de double mélange régularisé 238
25.9. Nature motivique des relations de l'associateur 241
Bibliographie
245
Index terminologique
259