Cette thèse étudie différents aspects de la réalisabilité classique due à Jean-Louis Krivine. Celle-ci permet de mettre en oeuvre l'isomorphisme de Curry-Howard: on peut ainsi associer un programme à chaque démonstration mathématique, et considérer chaque théorème comme une spécification. Dans un premier temps, on rappelle le formalisme de la réalisabilité classique ainsi que certains de ses résultats fondamentaux. On s'attache ensuite à l'analyse des contenus opérationnels obtenus suivant deux méthodes différentes d'étude des entiers des modèles de la réalisabilité. Dans un second temps, on rappelle la notion de jeu qui peut être associée à chaque formule du premier ordre dans ce cadre. Ces jeux permettent d'établir une correspondance entre les formules valides du calcul des prédicats et les protocoles de la couche transport des réseaux, que l'on peut spécifier de manière claire et précise par ce biais. La dernière partie est consacrée à l'étude de l'axiome du choix dépendant. On montre que la méthode développée pour le réaliser s'adapte à une expression simple de celui-ci au niveau des individus d'un modèle. On utilise enfin l'instruction associée pour réaliser un cas particulier du théorème de Herbrand. Le terme obtenu effectue une opération très générale, qui peut être interprétée dans le cadre des protocoles réseaux.

L'objet de cette thèse est l'étude des systèmes formels du type des systèmes LJ et LK de Gentzen (couramment appelés calculs des séquents) dans leur rapport avec la calculabilité. Le procédé de calcul dans ces systèmes consiste en « l'élimination des coupures ». Deux interprétations sont considérées.<br /><br />Le lambda-calcul constitue le support de la première interprétation. Nous établissons une correspondance de type Curry-Howard entre LJ et une variante syntaxique du lambda-calcul avec opérateur explicite de substitution (de type « let _ in _ »). Une procédure de normalisation/élimination des coupures confluente et terminant fortement est donnée et l'extension de la correspondance à LK se fait en considérant l'opérateur mu du lambda-mu-calcul de Parigot.<br /><br />La théorie des jeux constitue le support de la deuxième interprétation: les preuves des calculs des séquents sont vues comme des stratégies gagnantes pour certains types de jeux à deux joueurs (dialogues) se disputant la validité de la formule prouvée. Nous donnons deux résultats.<br /><br />Dans un premier temps, nous montrons qu'il suffit de considérer des restrictions LJQ de LJ puis LKQ de LK pour établir, dans le cas propositionnel, une bijection entre les preuves de ces systèmes et les E-dialogues intuitionnistes puis classiques définis par Lorenzen dans un but de fondement de la prouvabilité en termes de jeux. Ceci affine et généralise un résultat de Felscher d'équivalence entre l'existence d'une preuve d'une formule A dans LJ et l'existence d'une stratégie gagnante pour le premier des joueurs dans un E-dialogue à propos de A.<br /><br />Dans un deuxième temps, nous partons d'une logique propositionnelle infinitaire sans variable considérée par Coquand pour y définir une interaction prouvée terminante entre les preuves vues comme stratégies gagnantes. Nous montrons une correspondance opérationnelle entre ce procédé d'interaction et l'élimination « faible de tête » des coupures, celle-ci étant indépendamment prouvée terminante.

Cette thèse se consacre à l'application de techniques de réalisabilité dans le cadre de l'étude du sens calculatoire de la logique. Dans une première partie, nous rappelons le formalisme de la réalisabilité classique de Krivine, dans lequel nous menons ensuite une étude du contenu opérationnel de tautologies purement classiques. Cette exploration du sens calculatoire de la disjonction classique révèle des comportements riches, avec une forte intuition interactive, qui s'interprètent avantageusement comme des structures de contrôle typées. Afin de mieux comprendre la nature de ces mécanismes, nous définissons ensuite une technique de réalisabilité à la Krivine pour un modèle de calcul concurrent, dans le but d'obtenir une notion de constructivité qui ne soit plus fondée sur l'idée de fonction, mais sur celle de processus interactif. Le cadre ainsi obtenu donne une interprétation réellement concurrente de la logique linéaire dans un calcul de processus dérivé du pi-calcul, permettant d'appliquer au cas concurrent la méthode de spécification précédemment étudiée dans le cas séquentiel. Par la suite, l'étude des traductions de la logique classique vers la logique linéaire mène à reconstruire systématiquement des décompositions interactives du calcul fonctionnel, permettant ainsi de faire le lien au niveau logique entre les réalisabilités classique et concurrente. Dans une dernière partie, nous étudions plus en détail le mode de calcul issu des algèbres de processus, afin de comprendre son système d'ordonnancement. Cette étude mène à la définition d'un modèle de calcul plus géométrique qui permet une exploration formelle de la notion de causalité dans les calculs concurrents.

Au coeur des liens entre Théorie de la Démonstration et Théorie des Types, la correspondance de Curry-Howard fournit des termes de preuves aux aspects calculatoires et équipés de théories équationnelles, i.e. des notions de normalisation et d'équivalence. Cette thèse contribue à étendre son cadre à des formalismes (comme le calcul des séquents) appropriés à des considérations d'ordre logique comme la recherche de preuve, à des systèmes expressifs dépassant la logique propositionnelle comme des théories des types, et aux raisonnements classiques plutôt qu'intuitionistes.<br />La première partie est intitulée Termes de Preuve pour la Logique Intuitioniste Implicationnelle, avec des contributions en déduction naturelle et calcul des séquents, normalisation et élimination des coupures, sémantiques en appel par nom et par valeur. En particulier elle introduit des calculs de termes de preuve pour le calcul des séquents depth-bounded G4 et la déduction naturelle multiplicative. Cette dernière donne lieu à un calcul de substitutions explicites avec affaiblissements et contractions, qui raffine la beta-réduction.<br />La deuxième partie, intitulée Théorie des Types en Calcul des Séquents, développe une théorie des Pure Type Sequent Calculi, équivalents aux Systèmes de Types Purs mais mieux adaptés à la recherche de preuve.<br />La troisième partie, intitulée Vers la Logique Classique, étudie des approches à la Théorie des Types classique. Elle développe un calcul des séquents pour une version classique du Système Fomega. Une approche à la question de l'équivalence de preuves classiques consiste à calculer les représentants canoniques de preuves équivalentes dans le cadre du Calcul des Structures.

Cette thèse de théorie de la démonstration étudie les interactions entre le λ-calcul différentiel d'Ehrhard et Regnier d'un côté, et certaines émanations calculatoires de la logique classique (le λμ-calcul de Parigot et le λ-barre-μ-calcul de Herbelin) de l'autre. L'étude est initiée et guidée par la décomposition de ces calculs dans des extensions de la logique linéaire de Girard.<br /><br />Dans une première partie, on définit un cadre commun pour ces extensions, dans le formalisme des réseaux d'interaction de Lafont, et on y rappelle des résultats de la littérature ou du folklore. On donne en particulier la traduction du λμ-calcul et du λ-barre-μ-calcul dans les réseaux polarisés de Laurent et celle du fragment finitaire du λ-calcul différentiel dans les réseaux différentiels d'Ehrhard et Regnier.<br /><br />Dans la deuxième partie, on introduit les réseaux différentiels polarisés (RDP), comme l'extension par une polarisation à la Laurent des réseaux différentiels. La pertinence des règles de réduction nouvelles est soulignée par l'étude d'un modèle dénotationnel commun aux réseaux différentiels et aux réseaux polarisés.<br /><br />Enfin, on présente trois calculs de termes, chacun pouvant être considéré comme une lecture en arrière de tout ou partie des interactions définies par les RDP : un λμ-calcul différentiel, qui correspond à la réunion des réseaux différentiels et des réseaux polarisés ; un λ-barre-μ-calcul avec produit de convolution sur les piles, qui fait intervenir la structure de bigèbre des types polarisés introduite dans les RDP, mais pas la dérivée ; enfin, un λ-barre-μ-calcul différentiel qui développe toute l'expressivité des RDP.

La logique linéaire fait désormais partie des outils standards en théorie de la démonstration et, de manière plus générale, dans l'étude de la correspondance de Curry-Howard. Nous présentons ici trois directions importantes d'application de méthodes issues de la logique linéaire : - la théorie de la démonstration de la logique classique et ses aspects calculatoires via notamment la sémantique des jeux ; - la complexité implicite à travers les modèles dénotationnels des logiques linéaires à complexité bornée ; - la théorie de la concurrence et ses fondements logiques grâce aux ingrédients apportés par la logique linéaire différentielle. Les approches linéaires offrent ainsi un cadre commun pour l'étude de différents aspects logiques du calcul.