Planar graphs : non-aligned drawings, power domination and enumeration of Eulerian orientations

• Main Author: Pennarun, Claire
• Other Authors: Bordeaux
• Language: en
• Published: 2017
• Subjects: Graphe planaire; Algorithme; Dessin planaire; Domination de puissance; Énumération; Planar graph; Algorithm; Graph drawing; Power domination; Enumeration
• Online Access: http://www.theses.fr/2017BORD0609/document

Dans cette thèse, nous présentons trois problèmes concernant les graphes planaires.Nous travaillons tout d'abord sur les dessins planaires non-alignés, c'est-à-dire des dessins planaires de graphes sur une grille sans que deux sommets se trouvent sur la même ligne ou la même colonne.Nous caractérisons les graphes planaires possédant un tel dessin sur une grille de taille $n times n$, et nous présentons deux algorithmes générant un dessin planaire non-aligné avec arêtes brisées sur cette grille pour tout graphe planaire, avec $n-3$ ou $min(frac{2n-3}{5},$ $#{text{triangles s{'e}parateurs}}+1)$ brisures au total.Nous proposons également deux algorithmes dessinant un dessin planaire non-aligné sur des grilles d'aire $O(n^4)$. Nous donnons des résultats spécifiques concernant les graphes 4-connexes et de type triangle-emboîté.Le second sujet de cette thèse est la domination de puissance dans les graphes planaires. Nous exhibons une famille de graphes ayant un nombre de domination de puissance $gamma_P$ au moins égal à $frac{n}{6}$. Nous montrons aussi que pour tout graphe planaire maximal $G$ à $n geq 6$ sommets, $gamma_P(G) leq frac{n-2}{4}$. Enfin, nous étudions les grilles triangulaires $T_k$ à bord hexagonal de dimension $k$ et nous montrons que $frac{k}{3} - frac{1}{6} leq gamma_P(T_k) leq lceil frac{k}{3} rceil$.Nous étudions également l'énumération des orientations planaires Eulériennes. Nous proposons une nouvelle décomposition de ces cartes. En considérant les orientations des dernières $2k-1$ arêtes autour de la racine, nous définissons des sous- et sur-ensembles des orientations planaires Eulériennes paramétrés par $k$.Pour chaque classe, nous proposons un système d'équations fonctionnelles définissant leur série génératrice, et nous prouvons que celle-ci est toujours algébrique. Nous montrons ainsi que la constance de croissance des orientations planaires Eulériennes est entre 11.56 et 13.005. === In this thesis, we present results on three different problems concerning planar graphs.We first give some new results on planar non-aligned drawings, i.e. planar grid drawings where vertices are all on different rows and columns.We show that not every planar graph has a non-aligned drawing on an $n times n$-grid, but we present two algorithms generating a non-aligned polyline drawings on such a grid requiring either $n-3$ or $min(frac{2n-3}{5},$ $#{text{separating triangles}}+1)$ bends in total.Concerning non-minimal grids, we give two algorithms drawing a planar non-aligned drawing on grids with area of order $n^4$. We also give specific results for 4-connected graphs and nested-triangle graphs.The second topic is power domination in planar graphs. We present a family of graphs with power dominating number $gamma_P$ at least $frac{n}{6}$. We then prove that for every maximal planar graph $G$ of order $n$, $gamma_P(G) leq frac{n-2}{4}$, and we give a constructive algorithm.We also prove that for triangular grids $T_k$ of dimension $k$ with hexagonal-shape border, $frac{k}{3} - frac{1}{6} leq gamma_P(T_k) leq lceil frac{k}{3} rceil$.Finally, we focus on the enumeration of planar Eulerian orientations. After proposing a new decomposition for these maps, we define subsets and supersets of planar Eulerian orientations with parameter $k$, generated by looking at the orientations of the last $2k-1$ edges around the root vertex.For each set, we give a system of functional equations defining its generating function, and we prove that it is always algebraic.This way, we show that the growth rate of planar Eulerian orientations is between 11.56 and 13.005.