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Volume 20 - 2015

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Canard-induced loss of stability across a homoclinic bifurcation

Perte de stabilité induite par des solutions canards au travers d'une bifurcation homocline

Mathieu Desroches* - Jean-Pierre Françoise** - Lucile Mégret**

*Paris-Rocquencourt Research Centre, MYCENAE Project-Team
Domaine de Voluceau BP 105
78153 Le Chesnay cedex, France
mathieu.desroches@inria.fr

**Université P.-M. Curie, Paris 6, Laboratoire Jacques-Louis Lions
UMR 7598 CNRS, 4 Place Jussieu, 75252, Paris Cedex, France
Jean-Pierre.Francoise@upmc.fr
lucile.megret@ann.jussieu.fr

RÉSUMÉ. Cet article traite de systèmes lents-rapides et constitue en quelque sorte une première approche pour étudier un problème général, celui d'explorer les possibilités de bifurcations qui présentent un changement brutal au niveau du portrait de phase pour un très petit changement de paramètre (de l'ordre de \(10^{-7}\) dans l'exemple présenté ici). Nous présentons des preuves de l'existence d'une perte brutale de stabilité de ce type sur un exemple spécifique dans un cadre de perturbations singulières. Cet exemple est fortement inspiré de l'explosion de cycles canards initialement découverte par E. Benoît, J.-L. Callot, F. Diener et M. Diener. Après une présentation du cas intégrable que l'on souhaite perturber, nous apportons une preuve numériques de cette perte brutale de stabilité obtenue en utilisant la continuation numérique. Nous discutons ensuite la possibilité d'estimer précisément la valeur de paramètre pour laquelle cette bifurcation se produit.

ABSTRACT. This article deals with slow-fast systems and is, in some sense, a first approach to a general problem, namely to investigate the possibility of bifurcations which display a dramatic change in the phase portrait in a very small (on the order of \(10^{-7}\) in the example presented here) change of a parameter. We provide evidence of existence of such a very rapid loss of stability on a specific example of a singular perturbation setting. This example is strongly inspired of the explosion of canard cycles first discovered and studied by E Benoît, J.-L. Callot, F. Diener and M. Diener. After some presentation of the integrable case to be perturbed, we present the numerical evidences for this rapid loss of stability using numerical continuation. We discuss then the possibility to estimate accurately the value of the parameter for which this bifurcation occurs.

MOTS-CLÉS : Systèmes lents-rapides, solutions canard, fonction de Lambert, continuation numérique.

KEYWORDS: Slow-fast systems, canard solutions, Lambert function, numerical continuation.

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