Sur l'intégrabilité des sous-algèbres de Lie en dimension infinie

http://dx.doi.org/10.4153/CJM-1997-042-7
Canad. J. Math. 49(1997), 820-839

  Published:1997-08-01
 Printed: Aug 1997

Une des questions fondamentales de la th\'eorie des groupes de Lie de dimension infinie concerne l'int\'egrabilit\'e des sous-alg\`ebres de Lie topologiques $\cal H$ de l'alg\`ebre de Lie $\cal G$ d'un groupe de Lie $G$ de dimension infinie au sens de Milnor. Par contraste avec ce qui se passe en th\'eorie classique il peut exister des sous-alg\`ebres de Lie ferm\'ees $\cal H$ de $\cal G$ non-int\'egrables en un sous-groupe de Lie. C'est le cas des alg\`ebres de Lie de champs de vecteurs $C^{\infty}$ d'une vari\'et\'e compacte qui ne d\'efinissent pas un feuilletage de Stefan. Heureusement cette ``imperfection" de la th\'eorie n'est pas partag\'ee par tous les groupes de Lie int\'eressants. C'est ce que montre cet article en exhibant une tr\`es large classe de groupes de Lie de dimension infinie exempte de cette imperfection. Cela permet de traiter compl\`etement le second probl\`eme fondamental de Sophus Lie pour les groupes de jauge de la physique-math\'ematique et les groupes formels de diff\'eomorphismes lisses de $\R^n$ qui fixent l'origine.