% il faut revoir \nopagenumbers !!!% % sa d'efinition est% \def\nopagenumbers{\footline={\hfill}}% \nopagenumbers% % ===================================================% % dimension de la page (pour tirage en 12 points) % % ===================================================% \hsize 12.5cm \hoffset -13mm % % offsets calcul'es pour un tirage en 12 points% \vsize 18.7cm% % avec TeX 120%% \voffset 10mm% \parindent 0mm% \parskip 2mm plus .5mm minus .5mm% \hfuzz 5pt% \catcode `\@=11% % ===========================================% % les blancs% % ===========================================% \def\tv{\vrule height12pt depth 5pt}% \def\ti{\vrule height12pt depth 5pt width 0pt}% \def\trait{\noalign{\hrule}}\def\hd{\hfill\quad}% \def\entourer#1{ % \hbox{\vrule%% \vbox{\hrule \kern5pt% \hbox{\kern5pt#1\kern5pt}% \kern5pt \hrule}%% \vrule}}% \def\x{\kern4pt}% \def\page{\vfill\eject}% %\abovedisplayskip=9pt plus 3pt minus 3pt% %\abovedisplayshortskip=3pt plus 3pt minus 3pt% %\belowdisplayskip=9pt plus 3pt minus 3pt% %\belowdisplayshortskip=9pt plus 3pt minus 3pt% %\normalbaselineskip=10pt% %\normalbaselines% % ============================================% % commandes de fontes % % ============================================% \def\pc#1#2|{{\tenrm#1\sevenrm#2}}% \def\pd#1 {{\pc#1|}\ }% \def\bfpc#1#2|{{\tenbf#1\sevenbf#2}}% \def\bfpd#1 {{\bfpc#1|}\ }% \let\old =\oldstyle% %===================================================% % dactylographie francaise% %===================================================% \catcode`\;=\active% \def;{\relax\ifhmode\ifdim\lastskip>\z@\unskip\fi% \kern\fontdimen2\font \kern -1.2\fontdimen3\font\fi\string;}% \catcode`\:=\active% \def:{\relax\ifhmode\ifdim\lastskip>\z@\unskip\fi% \penalty\@M\ \fi\string:}% \catcode`\!=\active% \def!{\relax\ifhmode\ifdim\lastskip>\z@\unskip\fi% \kern\fontdimen2\font \kern -1.1\fontdimen3\font\fi\string!}% \catcode`\?=\active% \def?{\relax\ifhmode\ifdim\lastskip>\z@\unskip\fi% \kern\fontdimen2\font \kern -1.1\fontdimen3\font\fi\string?}% \frenchspacing% %---------------------- format de la page de sortie ------------% \newif\ifpagetitre \pagetitretrue\newtoks\auteurcourant% \auteurcourant={\hfil}\newtoks\titrecourant% \titrecourant={\hfil}\pretolerance=500% \tolerance=1000% \brokenpenalty=5000% \newdimen\hmargehaute \hmargehaute=0cm% \newdimen\lpage \lpage=15cm % % rappel : \hsize=13cm% \newdimen\hpage \hpage=22cm % % rappel : \vsize=19cm% \def\margebasse{\vss}% \output{\shipout\vbox to \hpage{% \corpsdepage\margebasse}\advancepageno\global\pagetitrefalse% \ifnum\outputpenalty>-2000 \else\dosupereject\fi}% \def\corpsdepage{\hbox to\lpage{\hss\pagetexte\hss}}% \def\pagetexte{\vbox{\makeheadline\pagebody}} %% \makefootline\headline={% \ifpagetitre\titleheadline\else% \ifodd\pageno\rightheadline\else\leftheadline\fi\fi}% \def\footline{{\bf\folio}}\def\titleheadline{\hfil}% \def\leftheadline{\footline\hfil\the\auteurcourant\hfil}% \def\rightheadline{\hfil\the\titrecourant\hfil\footline}% \def\footnoterule{\kern-6\p@\hrule width 8cm\kern 5.6\p@}% % ====================================% % verbatim % % ====================================% \def\evb{\catcode`\&=4\catcode`\{=1\catcode`\} =2% \catcode`\#=6\catcode`\\ =0\catcode`\@=12% \catcode`\$ =3\catcode`\_=8\catcode`\^=7% \catcode`\%=14\catcode`\~=13\egroup\unskip\rm}% \def\vb{\bgroup\tt\obeylines\obeyspaces\parskip=0pt% \catcode`\@=0\catcode`\&=12\catcode`\{=12\catcode`\} =12% \catcode`\#=12\catcode`\\ =12 \catcode`\$ =12% \catcode`\_=12\catcode`\^=12\catcode`\%=12\catcode`\~=12}% \def\jg{\kern -5.24995pt}% % justification 'a gauche. Largeur d'un blanc % %neutralise le blanc au d'ebut de toto dans \vb toto% % ===================================================% % systeme d'equations % % ===================================================% \def\system#1{\null\,\vcenter{\normalbaselines% \parskip=0pt plus1fil % \mathsurround=0pt\openup1\jot % \ialign{\hfil${}##{}$\quad&&\hfil$##$\quad\crcr % \mathstrut\crcr\noalign{\kern-\baselineskip}% #1\crcr\mathstrut\crcr\noalign{\kern-\baselineskip}}}\,}%% % ========================================% % divers% % ========================================% \def\date{le {\old\number\day}\space% \ifcase\month\or janvier \or f\'evrier% \or mars\or avril\or mai\or juin\or juillet% \or ao\^ut\or septembre\or octobre\or novembre% \or d\'ecembre\fi\space{\old\number\year}}% \def\ssi{{\it ssi}\ }% \def\cf{{\it cf}\ }% \def\ie{{\it ie}\ }% \def\etc{{\it etc}}% \def\Diff{\mathop{\hbox{Diff}}\nolimits}% \def\Aut{\mathop{\hbox{Aut}}\nolimits}% \def\Ad{\mathop{\hbox{Ad}}\nolimits}% \def\defi{\mathop{\hbox{def}}\nolimits}% \def\implique{\quad\Longrightarrow\quad}% \def\equivaut{\quad\Longleftrightarrow\quad}% \let\fleche=\longrightarrow% \def\donne{\ \fleche\ }% \def\empile#1{\hbox{$\left\{\,%% \vcenter{% \ialign{$##$\hfil\crcr#1\crcr}}\right.$}} % %%%%% 'enumere plusieurs cas pr'ec'ed'es d'une accolade % %%%%% chaque ligne se termine par un \cr% \def\tit{{\parindent 5mm\par\vskip -1mm% \textindent{$\bullet$}}}% % le \vskip -1mm because \parskip = 2mm% \def\titem{\par\vskip -1mm\item{$\bullet$}}% % le \vskip -1mm because \parskip = 2mm%%%%% \def\cas#1{{\parindent 10mm\par\vskip -1mm\textindent{\rm #1}}} % % le \vskip -1mm because \parskip = 2mm% \def\cas#1{\par\vskip -1mm{\rm #1}} % nouvelle d'efinition !!! % \def\virg{\raise 2pt\hbox{,}} % virgule apres une fraction% \def\derive#1#2{{\ \smash{\mathop{% \kern 0pt\Longrightarrow}\limits_{#1}^{#2}\ }}}% \def\chapitre#1{\vskip 10mm plus 2mm minus 1mm % \goodbreak\centerline{\bf #1} % \vskip 2mm plus 2mm minus 1mm \nobreak}% \def\paragraphe#1{\vskip 10mm plus 2mm minus 1mm % \goodbreak\noindent{\bf #1}}% \long\def\theo#1|#2\finth{\vskip 2mm plus 2mm minus 1mm% \goodbreak\noindent{\bf #1 } : {\sl #2} % \vskip 2mm plus 2mm minus 1mm}% \def\cqfd{\quad\penalty 500\raise-2pt\hbox{% \vrule\vbox to 10pt{\hrule width 4pt\vfill\hrule}\vrule}\par}% \def\sur{\above .2pt}% \def\pointir{\discretionary{.}{}{.\kern .35em---\kern .7em}%% \nobreak\hskip 0em plus .3em minus .4em}% % ========================================% % note de bas de page% % ========================================% \newcount\notenumber\def\resetnotenumber{\notenumber=0}% \def\note{\advance\notenumber by 1% \footnote{$^{\the\notenumber}$}}\catcode`\@=12% % =================================% % pictures% % =================================% \def\picture #1 by #2 (#3){\vbox to #2{\special{picture #3} % \hrule width #1 height 0pt depth 0pt \vfill}}% \def\scaledpicture #1 by #2 (#3 scaled #4){{\dimen0=#1 % \dimen1=#2\divide\dimen0 by 1000 % \multiply\dimen0 by #4\divide\dimen1 by 1000 % \multiply\dimen1 by #4\picture \dimen0 by \dimen1 (#3 scaled #4)}}% %--------------------supplement-- -----------------------------------% \magnification=1200\hsize=12cm% \vsize=18cm\parindent=12pt\hoffset -9mm% \def\hfl#1{{\buildrel{#1}\over % {\hbox to 12mm{\rightarrowfill}}}}% \def\vfl#1{\llap{$\scriptstyle#1$}% \left\downarrow\vbox to 6mm{}\right.}%% \def\pointir{\discretionary{.}{}{.\kern .35em---\kern.7em}%% \nobreak\hskip 0em plus .3em minus .4em}%% \def\cvirg{\raise 2pt\hbox{,}}\let\cvirg=\virg% \long\def\th#1|#2|#3\finth{% \par\vskip 5pt\pd #1 #2\pointir {\it #3} \par\vskip 3pt}% \def\section#1|{\par\vskip .3cm{\bf #1}\pointir}% \def\sectiona#1|{\par\vskip .3cm{\bf #1}.\par\nobreak}% \def\ssection#1|{\par\vskip .2cm{\sl #1}\pointir}% \def\ssectiona#1|{\par\vskip .2cm{\sl #1}.\par\nobreak}% %r\'ef\'erences% \def\article#1|#2|#3|#4|#5|#6|#7| {{% \leftskip=7mm\noindent\hangindent=2mm\hangafter=1 % \llap{[#1]\hskip.35em}{#2}\pointir #3,% {\sl #4}, t.\nobreak\ {\bf #5}, {\oldstyle #6},% p.\nobreak\ #7.\par}}% \def\livre#1|#2|#3|#4|#5| {{% \leftskip=7mm\noindent\hangindent=2mm\hangafter=1 % \llap{[#1]\hskip.35em}{#2}\pointir{\sl #3}\pointir #4,% {\oldstyle #5}.\par}}% \def\divers#1|#2|#3| {{% \leftskip=7mm\noindent\hangindent=2mm\hangafter=1 % \llap{[#1]\hskip.35em}{#2}\pointir #3.\par}}% \def\ieme{\raise 1ex\hbox{pc{}i\`eme|}}% \def\omini{\raise 1ex\hbox{\pc{}o|}}% \def\emini{\raise 1ex\hbox{\pc{}e|}}% \def\ermini{\raise 1ex\hbox{\pc{}er|}}% \def\remini{\raise 1ex\hbox{\pc{}re|}}% \let\dst=\displaystyle\let\sst=\scriptstyle% \let\ssst=\scriptscriptstyle\let\bb=\bf% %%%-------------------------------------------------------------------------% %fin% \def\bin#1{(\kern-2pt(#1)\kern-2pt)} \def\wb#1{{}^*(\kern-2pt(#1)\kern-2pt)} \def\gl{GL_{n,k}} \def\w{{\bf W}} \def\wmn{\overline{\w M}_n} \def\ebar{\overline{e}} \def\mati#1#2#3#4{{\kern -3pt\vrule height 13pt depth 0pt width 0pt\left(\vcenter{ \halign{\hfill$\scriptstyle##\vphantom{/}$\hfill&\kern4pt \hfill$\scriptstyle##$\hfill\cr #1\cr #3 \cr }}\right)}} %ex:$$e_{\mati1234}e_{\mati{1/2}589}=e_{\mati1{3/4}{1/2}4}$$ \vskip 5cm \centerline{{\bf MULTIPLICATION DES MATRICES ET VECTEURS DE WITT.}} \vskip 1cm \centerline{ Henri GAUDIER \footnote{(*)}{D\'epartement de Math\'ematiques, Universit\'e de Valenciennes, le Mont Houy, F-59326 VALENCIENNES Cedex.} \footnote{(**)}{Pour ce travail, l'auteur a b\'en\'efici\'e du soutien mat\'eriel du P.R.C. Math\'ema\-tiques-Informatique du C.N.R.S et de l'IRMA de Strasbourg.} } \vskip 1cm Dans la th\'eorie classique des invariants, on consid\`ere $k$ un corps alg\'ebrique\-ment clos de caract\'eristique 0, et $GL_{n,k}$ le groupe des matrices inversibles $n \times n$ sur $k$. On s'int\'eresse aux repr\'esentations lin\'eaires de $\gl$, c'est \`a dire aux actions: $$\gl \times V \longrightarrow V,$$ o\`u $V$ est un espace vectoriel sur $k$, ou bien aux homomorphismes de groupes: $$\rho : \gl \longrightarrow GL(V)=GL_{m,k},$$ qui sont rationnels, et m\^eme polyn\^omiaux, c'est \`a dire que pour tout $i',j'$,$\;\rho ((x_{i,j}))_{i',j'}\in k[x_{i,j}]$. Le morphisme $\rho $ se prolonge alors en un homomorphisme multiplicatif: $$\rho : M_{n,k} \longrightarrow M_{m,k},$$ qui est lui aussi polyn\^omial. Le but de ce travail est de construire un anneau, not\'e $LM_{n,k}$, tel que tout morphisme $\rho $ ayant les propri\'et\'es pr\'ec\'edentes ait une d\'ecomposition: $$M_{n,k} \rightarrow LM_{n,k} \rightarrow M_{m,k},$$ o\`u la premi\`ere fl\`eche est un homomorphisme multiplicatif fix\'e, et la seconde est un homomorphisme d'anneaux d\'etermin\'e de fa\c con unique par $\rho $. La donn\'ee d'une repr\'esentation polyn\^omiale de $M_{n,k}$ sera donc \'equivalente \`a celle d'un module sur l'anneau $LM_{n,k}$. On peut donc, de ce point de vue consid\'erer $LM_{n,k}$ comme l'alg\`ebre du mono\"\i de $M_{n,k}$ (\cf [G1]). Dans le paragraphe 1, on traitera le cas de la caract\'eristique 0, dans le paragraphe suivant, on s'int\'eressera \`a la caract\'eristique $p$, et au cas sans caract\'eristique, en prenant pour $V$ non plus seulement un espace vectoriel, mais plus g\'en\'eralement un module sur l'anneau des vecteurs de Witt. \sectiona 1. Le cas de la caract\'eristique nulle| Soit $I=M_n({\bb N})=\{(a_{i,j})_{i,j\in [n]},\quad a_{i,j}\in \bb N\} $ on consid\`ere alors le $k$-espace vectoriel $LM_{n,k}=k^I$. Si l'on note $(e_a)_{a\in I}$ sa base (topologique) canonique, on \'ecrira ses \'el\'ements sous la forme $\sum _{a\in I}x_a\,e_a$. Consid\'erons alors le morphisme: $$\eqalignno{ i:M_{n,k}\rightarrow &LM_{n,k} \cr (x_{i,j})\mapsto &\sum _{a\in I}\Bigl(\prod _{i,j}x_{i,j}^{a_{i,j}}\Bigr)e_a =\sum _{a\in I} x^a e_a. &(1.1) \cr}$$ La proposition suivante est alors imm\'ediate: \theo Proposition 1|Tout morphisme polyn\^omial, $\rho $ de $M_{n,k}$ dans $M_{m,k}$, se factorise de fa\c con unique par une application $k$-lin\'eaire $\rho ':LM_{n,k}\rightarrow M_{m,k}$.\finth On peut alors \'enoncer le r\'esultat principal de ce paragraphe: \theo Th\'eor\`eme 1|Il existe sur $LM_{n,k}$ une unique multiplication telle que: a) $LM_{n,k}$ est une $k$-alg\`ebre, b) $i(x.y)=i(x).i(y)$, c) pour tout homomorphisme multiplicatif $\rho $, l'application $\rho '$, de la proposition pr\'ec\'edente est un homomorphisme d'alg\`ebres. Cette multiplication est donn\'ee par les formules suivantes: $$x\,e_a.y\,e_b=\sum _{c\in I}n_{a,b,c}xy\,e_c,\eqno (1.2)$$ avec $$n_{a,b,c}=\sum _\nu \prod _{i,j\in [n]}\bin{\nu _{i,j,1},\ldots,\nu _{i,j,n}}, \eqno (1.3)$$ o\`u la somme est \'etendue aux $$\nu =(\nu _{i,j,k})_{i,j,k\in [n]},\qquad \nu _{i,j,k}\in \bb N ,\eqno (1.4)$$ tels que: $$\eqalignno{ \sum _j \nu _{i,j,k}=&a_{i,j}, &(1.5)\cr \sum _i \nu _{i,j,k}=&b_{k,j}, &(1.6)\cr \sum _k \nu _{i,j,k}=&c_{i,j}. &(1.7)\cr }$$ \finth On a not\'e $\bin{t_1,\ldots,t_n}$ le coefficient multin\^omial $t_1+\cdots +t_n \choose t_1,\ldots,t_n$. Les conditions (1.5) \`a (1.7) peuvent se repr\'esenter de la fa\c con suivante: si l'on repr\'esente $(\nu _{i,j,k})$ comme un tableau tridimensionnel d'entiers (fig 1), la condition (1.5) dit que si l'on projette le tableau $\nu $ sur le plan de coordonn\'ees $i,k$ en additionnant les coefficients de $\nu $ qui ont m\^eme projection, on obtient la matrice $a$; la condition (1.6) dit que la projection sur le plan $j,k$ donne la transpos\'ee de $b$, et par (1.7), $c$ est obtenu par projection sur le plan $i,j$. \midinsert \vskip 11cm \centerline{\it Figure 1} \endinsert \ssection Exemple| Calculons le produit $$e_{\mati0123}.e_{\mati2022}.$$ On v\'erifie que les seuls $\nu $ possibles sont les suivants: $$ \openup -2mm\matrix{ & 0 &\multispan2 \hrulefill & 1 \cr % 2 &\multispan2 \hrulefill & 1 & \vrule height 8pt depth 0pt \cr % \vrule height 8pt depth 5pt &\mid& &\vrule height 8pt depth 5pt & \vrule height 12pt depth 5pt \cr % \vrule height 12pt depth 0pt & 0 &- &\vrule height 12pt & 0 \cr % 2 &\multispan2 \hrulefill & 0 & \cr } \qquad {{\rm et}}\qquad \openup -2mm\matrix{ & 1 &\multispan2 \hrulefill & 0 \cr % 1 &\multispan2 \hrulefill & 2 & \vrule height 8pt depth 0pt \cr % \vrule height 8pt depth 5pt &\mid& &\vrule height 8pt depth 5pt & \vrule height 12pt depth 5pt \cr % \vrule height 12pt depth 0pt & 0 &- &\vrule height 12pt & 0 \cr % 2 &\multispan2 \hrulefill & 0 & \cr } $$ D'o\`u l'on obtient: $$e_{\mati0123}.e_{\mati2022}=6\,e_{\mati0141}+3\,e_{\mati1032}.$$ \ssection Remarques| Il est facile de voir que beaucoup de coefficients $n_{a,b,c}$ sont nuls: pour avoir un coefficient non nul on doit \'evidemment avoir: $$\sum _{i,k}a_{i,k}=\sum _{k,j}b_{k,j}=\sum _{i,j}c_{i,j}.$$ Plus pr\'ecis\'ement on doit m\^eme avoir: $$\eqalign{ \sum _i a_{i,k}=\sum _j b_{k,j}&\qquad {\rm pour\;\; tout }\quad k,\cr \sum _k a_{i,k}=\sum _j c_{i,j}&\qquad {\rm pour\;\; tout }\quad i,\cr \sum _k b_{k,j}=\sum _i c_{i,j}&\qquad {\rm pour\;\; tout }\quad j.\cr }$$ Rappelons d'autre part que la th\'eorie classique des invariants dit que toute repr\'esentation lin\'eaire de $\gl$ est semi-simple, il en r\'esulte que l'anneau $LM_{n,k}$ se d\'ecompose en un produit d'anneaux isomorphes \`a des anneaux de matrices. La remarque ci-dessus permet de commencer cette d\'ecomposition. Remarquons enfin que l'\'el\'ement unit\'e de l'anneau $LM_{n,k}$ est: $$i\pmatrix{1 & 0 & \ldots & 0 \cr 0 & \ddots & \ddots &\vdots \cr \vdots & \ddots & \ddots & 0 \cr 0 & \ldots & 0 & 1 \cr} = \sum _d e_d,$$ o\`u la somme est \'etendue \`a toute les matrices diagonales $d$. \sectiona 2. Le cas de la caract\'eristique $p$, et le cas sans caract\'eristique| Commen\c cons par nous placer en caract\'eristique $p$. Le corps $k$, est suppos\'e alg\'ebriquement clos ou parfait de caract\'eristique $p$, et au lieu de regarder les repr\'esentations de $\gl$ dans un espace vectoriel sur $k$, nous allons g\'en\'eraliser en regardant les repr\'esentations de $\gl$ dans un module sur un anneau "alg\'ebrique" sur $k$. On d\'emontre [G1] que sous certaines hypoth\`eses peu restrictives, cela revient \`a regarder les repr\'esentations polyn\^omiales de $\gl$ dans un module sur l'anneau des $p$-vecteurs de Witt. Comme dans le cas de la caract\'eristique 0, on doit alors construire une $W$-alg\`ebre $WM_n$ et un morphisme multiplicatif $i:M_{n,k}\rightarrow WM_n$, tel que tout morphisme multiplicatif $\rho :M_{n,k}\rightarrow A$ o\`u $A$ est une $W$-alg\`ebre, admette une d\'ecomposition unique $\rho =\rho '.i$, o\`u $\rho ':WM_n\rightarrow A$ est un homomorphisme de $W$-alg\`ebres. Pour \'eviter des redites et parce que les constructions en caract\'eristique $p$, et sans caract\'eristique sont tr\`es semblables, nous allons tout de suite nous placer dans ce dernier cas et construire l'alg\`ebre $\w M_n$ sur l'anneau $\w$ des vecteurs de Witt au dessus de l'anneau des entiers. \ssection L'anneau des vecteurs de Witt| Donnons tout d'abord une pr\'esentation tr\`es succinte des vecteurs de Witt. Pour une description plus pr\'ecise, le lecteur pourra se reporter \`a [G2] ou \`a [DS]. Si $R$ est un anneau commutatif avec unit\'e, l'anneau $\w$ est d\'efini par: $$ \w(R)=R^{\bb N}=\{(a_1,\ldots,a_n,\ldots)\quad a_n\in R\} .$$ L'addition et la multiplication dans $\w(R)$ sont telles que pour tout entier $n$, le morphisme $$\eqalign{ w_n:\w(R)&\rightarrow R \cr (a_1,\ldots,a_n,\ldots)&\mapsto \sum _{d|n}d\,a_d^{n/d},\cr }$$ est un homomorphisme d'anneaux. On d\'emontre que les composantes de la somme et du produit de deux vecteurs de Witt s'expriment comme des polyn\^omes \`a coefficients entiers en les composantes de ces deux vecteurs. Si $a\in R$, on pose $\tau (a)=(a,0,0,\ldots)\in \w(R)$.On a alors: $$\tau (a).(a_1,\ldots,a_n,\ldots)= (aa_1,a^2a_2,\ldots,a^na_n,\ldots).$$ On note $V_m$ l'homomorphisme de groupe $\w\rightarrow \w$ tel que: $$V_m(a_1,\ldots,a_n,\ldots)= (\underbrace{0,\ldots,0}_{n-1\ {\rm fois}}, a_1,\underbrace{0,\ldots,0}_{n-1\ {\rm fois}}, a_2,0\ldots).$$ On note $F_m$ l'unique homomorphisme d'anneaux $\w\rightarrow \w$ tel que $F_m(\tau (a))=\tau (a^m)$. Enfin si $i_1,\ldots,i_n \in \bb Q_\geq $ i.e. $ i_k \geq 0$, on note $\wb{i_1,\ldots,i_n}$ le vecteur de Witt tel que: $$\eqalign{w_m(\wb{i_1,\ldots,i_n})= &\,\bin{mi_1,\ldots,mi_n}\quad{\rm si}\quad mi_1,\ldots,mi_n\in \bb N, \cr =&\;0\qquad \qquad \qquad {\rm sinon.} \cr}$$ On montre alors [G2] que si $i_1+\cdots+i_n\in \bb N$, si $l|(i_1+\cdots+i_n)$ et $pgcd(l,i_1,\ldots,i_n)=1$, alors $\wb{i_1,\ldots,i_n}/l\in \w(\bb Z)$. Si $p$ est un nombre premier, l'anneau des $p$-vecteurs de Witt est l'anneau quotient de $\w$ d\'efini par la projection : $$\eqalign{ \pi :\w&\rightarrow W \cr (a_1,\ldots,a_n,\ldots) &\mapsto (a_1,a_p,\ldots,a_{p^n},\ldots).\cr}$$ On notera $V$ et $F$ les images par $\pi $ des homomorphismes $V_p$ et $F_p$ de $\w$, et par $^p\bin{i_1,\ldots,i_n}$ celle de $\wb{i_1,\ldots,i_n}$. \ssection Construction de $\w M_n$| Soit $J=M_n(\bb Q_\geq )$, si $a=(a_{i,j})\in J$, on pose $d(a)=ppcm({\rm d\acute enominateur}\;a_{i,j})$. On consid\`ere alors le $\w$-module: $$\wmn=\w^J=\Bigl\{\sum _{a\in J}x_a\ebar_a\Bigr\} ,$$ que l'on munit de la multiplication: $$x\,\ebar_a.y\,\ebar_b=\sum _{c\in J}n_{a,b,c}xy\,\ebar_c,\eqno (2.1)$$ avec $$n_{a,b,c}=\sum _\nu \prod _{i,j\in [n]}\wb{\nu _{i,j,1},\ldots,\nu _{i,j,n}}, \eqno (2.2)$$ o\`u la somme est \'etendue aux $$\nu =(\nu _{i,j,k})_{i,j,k\in [n]},\qquad \nu _{i,j,k}\in \bb Q_\geq ,\eqno (2.3)$$ v\'erifiant les relations (1.5) \`a (1.7). \theo Proposition 2| $\wmn$ est une alg\`ebre associative sans \'el\'ement unit\'e, et $$\varepsilon =\sum _{a\;{\rm diagonale}}\wb{0,1/d(a)}\ebar_a$$ est un idempotent central. \finth Consid\'erons maintenant $\w M_n$ une autre copie de $\w^J$ de base $(e_a)_{a\in J}$, et le morphisme: $$\eqalign{\varphi :\w M_n&\rightarrow \wmn \cr w\,e_a&\mapsto {1\over d(a)}V_{d(a)}(w)\,\ebar_a.\cr}$$ \theo Th\'eor\`eme 2 | 1) L'homomorphisme $\varphi $ est injectif et a pour image $\varepsilon \wmn$, il donne donc \`a $\w M_n$ une structure de $\w$-alg\`ebre avec unit\'e. 2) Le morphisme : $$\eqalign{ j:M_n&\rightarrow \w M_n \cr (x_{i,j})&\mapsto \sum _{a\in J}\tau \bigl(x^{d(a)a}\bigr)e_a, \cr}$$ est compatible avec la multiplication. \finth \ssection Remarques| 1) Dans l'alg\`ebre $\wmn$, la multiplication est d\'efinie par des polyn\^omes \`a coefficients dans $\bb Q$, donc $\wmn(R)$ n'a de sens que si $R$ est une $\bb Q$-alg\`ebre. Par contre dans $\w M_n$ la multiplication est d\'efinie par des polyn\^omes \`a coefficients entiers et $\w M_n$ a donc un sens pour tout anneau $R$. On peut d'ailleurs donner la formule de la multiplication: $$\displaylines{ xe_a.ye_b=\sum _c\sum _\nu \hfill \cr \hfill V_{d(\nu )/d(c)}\Bigl[{d(c)\over d(\nu )}\prod _{i,j} \wb{d(\nu )\nu _{i,j,1},\ldots,d(\nu )\nu _{i,j,n}} F_{d(\nu )/d(a)}(x)\,F_{d(\nu )/d(b)}(y) \Bigr]e_c.\cr}$$ 2) Le morphisme multiplicatif $\varphi .j :M_n\rightarrow \wmn$ est donn\'e par: $$\varphi .j(x)=\sum _a \wb{0,1/d(a)}\tau (x^a) \ebar_a.$$ Il est clair alors que tout $\w M_n$-module donne par l'interm\'ediaire du morphisme $j$ une repr\'esentation polyn\^omiale \`a coefficients entiers de $M_n$ dans un $\w$-module. Je ne sais pas encore si l'on obtient ainsi toutes les repr\'esentations. \ssection Exemple| Calculons le produit $$\ebar_{\mati0123}.\ebar_{\mati2022}.$$ On obtiendra cette fois ci une infinit\'e de tableaux $\nu $ qui seront de la forme: \vskip1mm $$\openup -2mm\matrix{ & \alpha &\multispan2 \hrulefill & 1-\alpha \cr % 2-\alpha &\multispan2 \hrulefill & 1+\alpha & \vrule height 8pt depth 0pt \cr % \vrule height 8pt depth 5pt &\mid& &\vrule height 8pt depth 5pt & \vrule height 12pt depth 5pt \cr % \vrule height 12pt depth 0pt & 0 &- &-\;\vrule height 12pt \; - & -\; 0 \;\hphantom{-} \cr % 2 &\multispan2 \hrulefill & 0 & \cr } .$$ Ce qui donne: $$\eqalign{\ebar_{\mati0123}.\ebar_{\mati2022}&= \sum _{\alpha \in [0,1]}\wb{2,2-\alpha }\,\ebar_{\mati{\alpha }{1-\alpha }{4-\alpha }{1+\alpha }}\,,\cr &=\wb{2,2}\,\ebar_{\mati0141}+\wb{2,1}\,\ebar_{\mati1032}+ \wb{2,3/2}\ebar_{\mati{1/2}{1/2}{7/2}{3/2}} \cr &\;+ \wb{2,5/3}\ebar_{\mati{1/3}{2/3}{11/3}{4/3}} + \wb{2,4/3}\ebar_{\mati{2/3}{1/3}{10/3}{5/3}} +\cdots \cr}$$ Dans l'alg\`ebre $\w M_n$ on a: $$\eqalign{x\,e_{\mati0123}.y\,e_{\mati2022}&= \sum _{\alpha \in [0,1]}\wb{d(\alpha )2,d(\alpha )(2-\alpha )}\,F_{d(\alpha )}(xy)\, e_{\mati{\alpha }{1-\alpha }{4-\alpha }{1+\alpha }}\,,\cr &=\wb{2,2}\,xy\,e_{\mati0141}+\wb{2,1}\,xy\,e_{\mati1032} \cr &\;+ \wb{4,3}\,F_2(xy)\,e_{\mati{1/2}{1/2}{7/2}{3/2}} + \wb{6,5}\,F_3(xy)\,e_{\mati{1/3}{2/3}{11/3}{4/3}} \cr &\; +\wb{6,4}\,F_3(xy)\,e_{\mati{2/3}{1/3}{10/3}{5/3}}+\cdots \cr}$$ \ssection Le cas de la caract\'eristique $p$| On construit des anneaux $\overline{WM}_n,\;WM_n$ et le morphisme $j_p$ de la m\^eme fa\c con que $\wmn,\;\w M_n$ et $j$ en rempla\c cant simplement $\bb Q_\geq $ par ${\bb N}[p^{-1}]$, les coefficients $\wb{\ldots}$ sont alors remplac\'es par leurs projections $^p\bin{\ldots}$. On obtient alors: \theo Th\'eor\`eme 3| La multiplication dans $WM_n$ est \`a coefficients dans ${\bb F}_p$, et il y a \'equivalence entre les repr\'esentations $W$-lin\'eaires de $M_n$ et les modules sur la $W$-alg\`ebre $WM_n$, l'\'equivalence se faisant \`a l'aide du morphisme $j_p$. \finth {\bf R\'ef\'erences:}\par\nobreak [DS] A.W.M. DRESS, Ch. SIEBENEICHER\pointir {\it The Burnside ring of profinite groups and the Witt vector construction.} Advances in Math., {\bf 70}, (1988), 87-132. [G1] H. GAUDIER\pointir {\it Groupes libres et alg\`ebres de groupes en G\'eom\'etrie alg\'ebrique.} Manuscr. Math., {\bf 25}, (1978), 79-96. [G2] H. GAUDIER\pointir {\it Rel\`evement des coefficients bin\^omiaux dans les vecteurs de Witt.} S\'eminaire Lotharingien de Combinatoire 18\emini\ session. Publ. Math. IRMA Strasbourg n\omini\ 358/S18, (1988), 93-108. \bye %fin