Un pavage de Penrose est formé de deux tuiles polygonales dont le ratio des fréquences est égal au nombre d'or. De même, les pavages par la monotuile apériodique découverte en 2023 par David Smith sont tels que le ratio des fréquences des deux orientations de la monotuile est égal à la quatrième puissance du nombre d'or. Aussi, la structure des pavages de Jeandel-Rao est expliquée par le nombre d'or. On connait des pavages apériodiques qui ne sont pas reliés au nombre d'or. Toutefois, la caractérisation des nombres possibles pour de tels ratios est une question, posée dès 1992 par Ammann, Grünbaum et Shephard, qui est toujours ouverte aujourd'hui.

Pour chaque entier positif $n$, nous introduisons un ensemble $\mathcal{T}_n$ composé de $(n+3)^2$ tuiles de Wang (carrés unitaires avec des bords étiquetés). Nous représentons un pavage par des translations de ces tuiles comme une fonction $\mathbb{Z}^2\to\mathcal{T}_n$ appelée configuration. Une configuration est valide si le bord commun des tuiles adjacentes a la même étiquette. Pour chaque entier $n\geq1$, nous considérons le sous-décalage de Wang $\Omega_n$ défini comme l'ensemble des configurations valides pour les tuiles $\mathcal{T}_n$.

La famille $\{\Omega_n\}_{n\geq1}$ élargit la relation entre les entiers quadratiques et les tuiles apériodiques au-delà de l'omniprésent nombre d'or, car la dynamique de $\Omega_n$ implique la racine positive $\beta$ du polynôme $x^2-nx-1$. Cette racine est parfois appelée $n$-ième nombre métallique (https://fr.wikipedia.org/wiki/Nombre_métallique), et en particulier, le nombre d'or lorsque $n=1$ et le nombre d'argent lorsque $n=2$.

L'ensemble $\Omega_n$ est auto-similaire, apériodique et minimal pour l'action de décalage. De plus, il existe une partition polygonale de $\mathbb{T}^2$ qui est une partition de Markov pour une $\mathbb{Z}^2$-action sur le tore. La partition et les ensembles de tuiles de Wang sont symétriques, ce qui les rend, comme les tuiles de Penrose, dignes d'intérêt.

Les détails peuvent être trouvés dans les prépublications disponibles à

https://arxiv.org/abs/2312.03652 (partie I) et

https://arxiv.org/abs/2403.03197 (partie II).

L'exposé présentera une vue d'ensemble des principaux résultats.