Les modèles de transport ou de diffusion interviennent dans la description mathématique de nombreux systèmes physiques mettant en jeu l'interaction entre une assemblée de particules (neutrons dans un matériau fissile, photons dans une atmosphère planétaire ou stellaire...) ou une population d'organismes vivants et le milieu ambiant. L'objectif de ce livre est de présenter les modélisations cinétiques (notamment l'équation de Boltzmann linéaire), ainsi que les outils asymptotiques permettant de les relier aux modèles de diffusion (typiquement, à l'équation de la chaleur). Environ la moitié de l'exposé porte sur l'analyse numérique pour les deux modélisations, avec des applications à la notion de "taille (ou de masse) critique". Ce livre s'achève pu un chapitre sur la "méthode d'homogénéisation", qui fournit une modélisation efficace pour les problèmes de transport et de diffusion dans les milieux composites. Nous avons choisi dans cet ouvrage d'éviter autant que possible le recours à des théories mathématiques avancées (analyse fonctionnelle, formalisme des distributions, théorie spectrale en dimension infinie etc...) Chaque chapitre se termine pu des exercices illustrant les méthodes présentées dans le livre dans divers contextes applicatifs, ou proposant une ouverture vers d'autres aspects des équations de transport et de diffusion. Ce livre s'adresse principalement aux élèves des écoles d'ingénieurs ou aux étudiants de niveau Master souhaitant s'initier aux modèles cinétiques.

Transport et diffusion

The book is focused on the recent developments on the mathematical theory of partial differential equations of kinetic type. During the last few years, this domain has received a lot of attention and has given rise to several developments. The use of general advanced mathematical tools (regularity theory, compactness averaging lemmas, dispersion lemmas) is described together with more introductory topics. They are used to analyze the Boltzmann equation and its various hydrodynamical limits : convergence towards the Euler equations of incompressible fluids, models or scallings which allow to recover parabolic or hyperbolic limits. The last part in this book concerns the derivation of kinetic equations in the limit of large systems of interacting particles. Here, the purpose is to justify rigorously the so-called Boltzmann-Grad limit which allows to recover kinetic equations from the BBGKY hierarchy.

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