Dans ce travail nous nous intéressons à la géométrie de l’espace de Teichmüller via la longueur extrémale et à sa relation avec d’autres géométries. En effet, via le théorème d’uniformisation de Poincaré, l’espace de Teichmüller d’une surface orientable de type finie est un espace qui “classifie” aussi bien les structures hyperboliques de cette surface que les structures conformes. Suivant la classification utilisée, on obtient deux compactifications différentes de cet espace, qui sont respectivement la compactification de Thurston et la compactification de Gardiner-Masur. La première étant induite par la longueur hyperbolique et la deuxième par la longueur extrémale. Dans une première partie, on considère les compactifications dites “réduites” de Thurston et Gardiner-Masur. On montre qu’il existe une bijection naturelle entre les deux et que le groupe des auto-homéomorphismes du bord réduit de Thurston est canoniquement isomorphe au groupe modulaire étendu de la surface sous-jacente. Dans une deuxième partie, on étudie la convergence de certaines déformations de structures conformes aussi bien sur le bord de Thurston que sur celui de Gardiner-Masur. Ces déformations, appelées déformations horocycliques, sont un analogue des tremblements de terre de structures hyperboliques. Enfin, dans une troisième et dernière partie, on introduit une compactification à la Gardiner-Masur de l’espace de Teichmüller d’une surface à bord. On généralise des résultats obtenus dans le cas sans bord, et on établit quelques différences. / In this thesis we are interested in the extremal length geometry of Teichmüller space and the links with other geometries. In particular, we work on two different compactifications of Teichmüller space, namely, the Thurston compactification and the Gardiner-Masur compactification. In the first part, we consider the so-called reduced compactifications of Thurston and Gardiner-Masur. We show that there exists a canonical bijection between them and that the group of self-homeomorphisms of the reduced Thurston boundary is canonicaly isomorphic (except for a few cases) to the extended mapping class group of the corresponding surface. In the second part, we study the asymptotic behaviour of some conformal structure deformations to the Thuston boundary and to the Gardiner-Masur boundary. These deformations are called horocyclic deformations and they are analogous to earthquakes of hyperbolic structures. Finally, in the last part, using extremal length we extend the notion of Gardiner-Masur compactification to surfaces with non-empty boundary, and we investigate differences with the case without boundary.

Étant donné un complexe de groupes, quand peut-on déduire une propriété de son groupe fondamental à partir des propriétés analogues de ses groupes locaux ? Ce problème naturel de géométrie des groupes a fait l'objet de nombreux travaux dans le cas des graphes de groupes et des complexes de groupes finis. Cette thèse se propose de développer des outils géométriques pour étudier le cas des complexes de groupes à courbure négative ou nulle. Nous nous intéressons à des propriétés de nature asymptotique : EZ-structures, hyperbolicité. Ce faisant, nous démontrons un théorème de combinaison pour les groupes hyperboliques qui généralise au complexe de groupes de dimension arbitraire un théorème de Bestvina-Feighn. / Given a complex of groups, when is it possible to deduce a property for its fundamental group out of the analogous properties of its local groups? This natural problem of geometric group theory has been adressed mainly for graphs of groups and complexes of finite groups. In this thesis, we develop geometric tools to study non-positively curved complexes of groups. We focus on properties of an asymptotic nature: EZ-structures, hyperbolicity. This allows us to prove a combination theorem for hyperbolic groups, which generalises a theorem of Bestvina-Feighn to complexes of groups of arbitrary dimension.

La formule du fibré canonique et la décomposition de Fujita-Zariski sont deux outils très importants en géométrie birationnelle. La formule du fibré canonique pour une fibration f:(X,B)→ Z consiste à écrire K_X+Bcomme le tiré en arrière de K_Z+B_Z+M_Z o* K_Z est le diviseur canonique, B_Z contient des informations sur les fibres singulières et M_Z est appelé partie modulaire. Il a été conjecturé qu’il existe une modification birationnelle Z' de Z telle que M_Z' est semi ample sur Z' , o* M_Z' est la partie modulaire induite par le changement de base. Un diviseur pseudo effectif D admet une décomposition de Fujita-Zariski s’il existent un diviseur nef P et un diviseur effectif N tels que D=P+N et P est "le plus grand diviseur nef" avec la propriété que D−P est effectif. / The canonical bundle formula and the Fujita-Zariski decomposition are two very important tools in birational geometry. The canonical bundle formula for a fibration f:(X, B)→Z consists in writing K_X+B as the pul lback of K_Z+B_Z+M_Z where K_Z is the canonical divisor, B_Z contains informations on the singular fibres andM_Z is called moduli part. It was conjectured that there exists a birational modification Z' of Z such that M_Z'is semi ample on Z', where M_Z' is the moduli part induced by the base change. A pseudo effective divisor Dadmits a Fujita-Zariski decomposition if there exist a nef divisor P and an effective divisor N such that D=P+N and P is "the biggest nef divisor" such that D−P is effectve.

Le sujet de cette thèse est la question du nombre minimal d’orbites de Reeb distinctes sur une variété de contact qui est le bord d’une variété symplectique compacte. L’homologie symplectique S1-équivariante positive est un des outils principaux de cette thèse; elle est construite à partir d’orbites périodiques de champs de vecteurs hamiltoniens sur une variété symplectique dont le bord est la variété de contact considérée.Nous analysons la relation entre les différentes variantes d’homologie symplectique d’une variété symplectique exacte compacte (domaine de Liouville) et les orbites de Reeb de son bord. Nous démontrons certaines propriétés de ces homologies. Pour un domaine de Liouville plongé dans un autre, nous construisons un morphisme entre leurs homologies.Nous étudions ensuite l’invariance de ces homologies par rapport au choix de la forme de contact sur le bord. Nous utilisons l’homologie symplectique S1-équivariante positive pour donner une nouvelle preuve d’un théorème de Ekeland et Lasry sur le nombre minimal d’orbites de Reeb distinctes sur certaines hypersurfaces dans R2n. Nous indiquons comment étendre au cas de certaines hypersurfaces dans certains fibrés en droites complexes négatifs.Nous donnons une caractérisation et une nouvelle fa ç on de calculer l’indice de Conley-Zehnder généralisé, défini par Robbin et Salamon pour tout chemin de matrices symplectiques. Ceci nous a mené à développer de nouvelles formes normales de matrices symplectiques. / This thesis deals with the question of the minimal number of distinct periodic Reeb orbits on a contact manifold which is the boundary of a compact symplectic manifold.The positive S1-equivariant symplectic homology is one of the main tools considered in this thesis. It is built from periodic orbits of Hamiltonian vector fields in a symplectic manifold whose boundary is the given contact manifold.Our first result describes the relation between the symplectic homologies of an exact compact symplectic manifold with contact type boundary (also called Liouville domain), and the periodic Reeb orbits on the boundary. We then prove some properties of these homologies. For a Liouville domain embedded into another one, we construct a morphism between their homologies. We study the invariance of the homologies with respect to the choice of the contact form on the boundary.We use the positive S1-equivariant symplectic homology to give a new proof of a Theorem by Ekeland and Lasry about the minimal number of distinct periodic Reeb orbits on some hypersurfaces in R2n. We indicate how it extends to some hypersurfaces in some negative line bundles. We also give a characterisation and a new way to compute the generalized Conley-Zehnder index defined by Robbin and Salamon for any path of symplectic matrices. A tool for this is a new analysis of normal forms for symplectic matrices.

Dans cette thèse, nous nous intéressons à des singularités particulières dans les variétés de caractères. Dans le premier chapitre, on justifie que les caractères de représentations irréductibles d'un groupe fuchsien vers un groupe de Lie complexe semi-simple forment une orbifolde. Le lieu orbifold (i.e. l'ensemble des points dont l'isotropie n'est pas triviale) est constitué des caractères de représentations exceptionnelles. Dans le second chapitre, nous décrivons précisément le lieu orbifold quand le groupe de Lie est le groupe projectif linéaire sur un espace vectoriel complexe dont la dimension est un nombre premier. Dans le troisième et le quatrième chapitre nous cherchons à classifier les groupes d'isotropies possibles à conjugaison près apparaissant quand le groupe de Lie est respectivement un quotient du groupe spécial linéaire pour un espace vectoriel complexe de dimension finie quelconque dans le troisième chapitre et un quotient du groupe de spin complexe dans le quatrième chapitre. / Ln this thesis, we want to understand some singularities in the character variety. ln a first chapter, we justify that the characters of irreducible representations from a Fuchsian group to a complex semi-simple Lie group is an orbifold. The orbifold locus is, then, the characters of bad representations. ln the second chapter, we focus on the case where the Lie group is the projectif linear group over a complex vector space whose dimension is a prime number. ln particular we give an explicit description of this locus. ln the third and fourth chapter, we describe the isotropy groups (i.e. the centralizers of bad subgroups) arising in the cases when the Lie group is a quotient of the special linear group of a complex vector space of finite dimension (third chapter) and when the Lie group is a quotient of a complex spin group in the fourth chapter.

Les mousses rigides constituent une classe très importante de matériaux de par leur large champ d’applications et de leur poids économique considérable. Le développement de mousses à base de tannins a permis d’obtenir des matériaux issus à 90% de produits naturels. Dans ce travail, un type de tannins très réactif dit « procyanidine », a été employé. Les formulations et la technologie de fabrication de mousses rigides ont été développées à partir de tannins extraits d’écorce de pin et d’épicéa. Dans un premier temps, la composition et la réactivité des tannins ont été étudiées. Ensuite, l’étude du processus de moussage des résines à base de ces tannins a permis l’élaboration d’une large gamme de mousses rigides tannin-furanique. Leur excellente résistance au feu, leur résistance mécanique et leur haute performance thermique en font des matériaux d’isolation de haute qualité. Ces mousses peuvent également être employées comme absorbeurs acoustiques. De plus, de nouveaux solides cellulaires à base de tannins et de protéine ont également été développés, proposant ainsi un nouveau type de matériaux issu de produits naturels / Rigid foams contitute a very important class of materials considering their wide application range and their considerable economic impact. The development of tannin-based foams provided materials made from 90% natural products.In this work, a type of tannins highly reactive, namely « procyanidin », was used. First, tannins composition and reactivity were studied. Then, the foaming process investigation of tannin-based resins leads to a wide pannel of tannin-furanic rigid foams. Their excellent fire resistance, mechanical resistance and high thermal performance make them high quality insulation materials. These foams are also suitable for other applications such acoustic absorption. Thus, new cellular solids from tannin and protein were also developped, offering a new type of materials derived from natural products

Inspired by Happel's question, whether the exchange graph and the simplicial complex of tilting modules over a quiver algebra are independent from the multiplicities of multiple arrows in the quiver, we study quantitative aspects of Fomin and Zelevinsky's quiver mutation rule. Our results turn out to be very useful in the mutation-infinite case for understanding combinatorial structures as the cluster exchange graph or the simplicial complex of tilting modules, which are governed by quiver mutation. Using a class of quivers we call forks we can show that any such quiver yields a tree in the exchange graph. This allows us to provide a good global description of the exchange graphs of arbitrary mutation-infinite quivers. In particular we show that the exchange graph of an acyclic quiver is a tree if (and in fact only if) any two vertices are connected by at least two arrows. Furthermore we give classification results for the simplicial complexes and thereby obtain a partial positive answer to Happel's question. Another consequence of our findings is a confirmation of Unger's conjecture about the infinite number of components of the tilting exchange graph in all but finitely many cases. Finally we generalise and conceptualise our results by introducing what we call "polynomial quivers", stating several conjectures about "polynomial quiver mutation", and giving proofs in special cases.

Dans cette thèse, d’une part, nous généralisons au cas équivariant un résultat de J. Denef et F. Loeser sur les sommes trigonométriques sur un tore ; d’autre part, nous étudions la stratification de Thom-Boardman associée à la multiplication des sections globales des fibrés en droites sur une courbe. Nous montrons une inégalité subtile sur les dimensions de ces strates. Notre motivation vient du programme de Langlands géométrique. En s’appuyant sur les travaux de W. T. Gan, N. Gurevich, D. Jiang et de S. Lysenko, nous proposons, pour le groupe réductif G de type G2, une construction conjecturale du faisceau automorphe dont le paramètre d’Arthur est unipotent et sous-régulier. En utilisant nos deux résultats ci-dessus, nous déterminons les rangs génériques de toutes les composantes isotypiques d’un faisceau S₃-équivariant qui apparaît dans notre conjecture, ce S₃ étant le centralisateur du SL2 sous-régulier dans le groupe dual de Langlands de G. / In this thesis, on the one hand, we generalise to the equivariant case a result of J. Denef and F. Loeser about trigonometric sums on tori ; on the other hand, we study the Thom-Boardman stratification associated to the multiplication of global sections of line bundles on a curve. We prove a subtle inequaliity about the dimensions of these strata. Our motivation comes from the geometric Langlands program. Based on works of W. T. Gan, N. Gurevich, D. Jiang and S. Lysenko, we propose, for the reductive group G of type G2, a conjectural construction of the automorphic sheaf whose Arthur parameter is unipotent and sub-regular. Using our two results above, we determine the generic ranks of all isotypic components of an S3-equivaraint sheaf which appears in our conjecture, this S3 being the centraliser of the sub-regular SL2 inside the Langlands dual group of G.

La presente tesis aborda problemas de optimización y obtención de desigualdades óptimas dentro de la Geometría Convexa. En concreto, se recogen las propiedades conocidas del anillo mínimo asociado a un cuerpo convexo plano y se estudian algunas propiedades nuevas que ayudan a conocer mejor la relación entre ambos. Se estudian con detalle las desigualdades geométricas existentes entre el anillo mínimo de un cuerpo convexo y las magnitudes geométricas clásicas, a saber, área, perímetro, circunradio, inradio, anchura mínima y diámetro, obteniendo en cada caso los conjuntos extremales. Se estudian con detalle propiedades que relacionan el anillo mínimo de un cuerpo convexo con su circunradio por un lado, y su inradio por otros. Se consideran fijos anillo mínimo y circunradio y se presentan las desigualdades óptimas que realcionan estas magnitudes con las restantes, describiendo los conjuntos extremales. Finalmente se realiza algo similar pero considerando fijos, esta vez, el anillo mínimo y el inradio. / This thesis aims to deal with the optimization problems and how to obtain the optimal inequalities within the Convex Geometry. It aims to treat with the already known properties of the minimal annulus associated to a plane convex body; we are also to study some new properties that help us know the relationship between both of them. The geometrical inequalities existing between the minimal annulus of a convex body and the classical geometrical measures are studied in detail. These measures are the area, the perimeter, the circumradius, the inradius, the minimal width and the diameter, and we will obtain in each case the extremal sets. We will study in detail those properties relating the minimal annulus of a convex body with its circumradius first and its inradius later. We will consider as fixed the minimal annulus and the cicumradius, and the optimal inequalities that relate those measures with the remaining one will be represented by describing the extremal sets. Finally, we will do something similar but considering as fixed the minimal annulus and the inradius.

El objetivo fundamental de este trabajo ha sido el estudio del sistema fundamental de paralelos de un cuerpo convexo (conjunto compacto y convexo) en el espacio euclídeo n-dimensional. Se ha llevado a cabo siguiendo tres líneas diferentes: el estudio del polinomio de Steiner y el polinomio alternado Steiner desde el punto de vista algebraico de sus raíces y la conjetura de Matheron; el estudio de la diferenciabilidad de las quermassintegrales asociadas al cuerpo con respecto al parámetro de definición del sistema completo de paralelos y, por último, el estudio de las quermassintegrales del cuerpo desde el punto de vista analítico proporcionado por la identificación del cuerpo convexo con su función soporte, las propiedades de ésta cuando el cuerpo es suficientemente suave y la desigualdad de Brunn-Minkowski. / The aim of this work consists on studying the full system of parallel bodies of a convex body (compact and convex set) in the n-dimensional Euclidean space. It has been carried out following three different lines of work: the study of the Steiner polynomial and the alternating Steiner polynomial from the algebraic point of view of its roots; the study of the differentiability of the quermassintegrals associated to the convex body with respect to the parameter that defines the full system of parallel bodies and finally, the study of the quermassintegrals from the analytical point of view provided by the identification of a convex body with its support function, the properties of this function when the body is smooth enough and the Brunn-Minkowski inequality