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Variétés à bord

Les variétés dont il vient d'être question n'ont pas de bord (au sens intuitif du terme). En effet, si nous nous transformons en êtres plats, rampant sur la surface d'un ballon - ou d'un pneu - nous ne sommes jamais arrêtés par une quelconque barrière. Cela ne serait pas le cas si nous nous déplacions sur la surface d'un quartier d'orange ou d'un pneu crevé (nous nous arrêterions au bord du trou!). Sans se transformer en êtres plats, cela ne serait pas le cas non plus si nous nous déplacions à l'intérieur d'une boule fermée. De façon générale, il est possible de fabriquer des ``variétés à bord'' en effectuant un ou plusieurs trous dans une variété sans bord (à l'aide d'une petite cuillère multi-dimensionelle!); la partie enlevée, comme la partie qui reste, devient une variété à topologique à bord.

Pour préciser cette notion, il nous faut élargir la définition de variété que nous avons donné plus haut puisque certains des points (ceux du bord) ont un voisinage non pas homéomorphe à un ouvert de tex2html_wrap_inline10015 mais à\ un voisinage de tex2html_wrap_inline10017 (le fermé de tex2html_wrap_inline10019 formé des points dont la dernière composante est positive ou nulle).

Attention: si nous nous promenons dans une boule ouverte, nous ne pourrons jamais atteindre aucun bord... par définition d'une boule ouverte! Une boule ouverte est une variété sans bord de dimension 3 qui est d'ailleurs homéomorphe à tex2html_wrap_inline10023 . Par contre, une boule fermée est une variété à bord de dimension 3, les points du bords sont ceux de la sphère (une variété de dimension 2) et ils possèdent - dans la boule fermée - des voisinages particuliers. Le disque ouvert (la boule de dimension 2) est aussi une variété sans bord et le disque fermé est une variété à bord (son bord est constitué d'un cercle qu'on peut appeler également ``sphère de dimension 1''. Dans le même genre, un intervalle ouvert est une variété sans bord (la boule de dimension 1) et un intervalle fermé est une variété à bord (son bord est constitué de deux points dont la réunion constitue ce qu'on peut appeler la sphère de dimension 0. Les exemples qui précèdent sont généralisables en toutes dimensions.

Terminologie: Si on ne précise pas davantage, une variété topologique est censée être une variété sans bord.


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Robert Coquereaux
Thu Jun 20 15:52:24 MEST 2002