L'objet de la thèse est d'étudier des processus stochastiques coalescents modélisant la généalogie d'une population échangeable avec immigration. On représente la population par l'ensemble des entiers N = {1, 2, ..}. Imaginons que l'on échantillonne n individus dans la population aujourd'hui. On cherche à regrouper ces n individus selon leur ancêtre en remontant dans le temps. En raison de l'immigration, il se peut qu'à partir d'une certaine génération, certains individus n'aient pas d'ancêtre dans la population. Par convention, nous les regrouperons dans un bloc que nous distinguerons en ajoutant l'entier 0. On parle du bloc distingué. Les coalescents distingués échangeables sont des processus à valeurs dans l'espace des partitions de Z+ := {0, 1, 2, ...}. A chaque temps t est associée une partition distinguée échangeable, c'est-à-dire une partition dont la loi est invariante sous l'action des permu- tations laissant 0 en 0. La présence du bloc distingué implique de nouvelles coagulations, inexistantes dans les coalescents classiques. Nous déterminons un critère suffisant (et né- cessaire avec conditions) pour qu'un coalescent distingué descende de l'infini. C'est-à-dire qu'immédiatement après 0, le processus n'ait plus qu'un nombre fini de blocs. D'autre part, nous nous intéressons à une relation de dualité entre ces coalescents et des processus à valeurs dans les mesures de probabilité, appelés processus de Fleming-Viot généralisés avec immigration. Nous établissons des liens entre ces derniers et les processus de branchement continus avec immigration. Dans le cas d'un processus de branchement avec reproduction α-stable et immigration (α−1)-stable, nous montrons que le processus à valeurs mesures associé, renormalisé, est un processus de Fleming-Viot avec immigration changé de temps.

L'objectif de la thèse est d'étudier le modèle du look-down avec sélection dans le cas d'une population composée seulement de deux types génétiques, l'un deux bénéficiant d'un avantage sélectif. Dans cette thèse, cette sélection est modélisée par un taux de mort pour les individus non avantagés. Tout d'abord, nous nous intéressons dans le cas d'une population de taille infinie. Nous montrons que le modèle est bien défini. Nous montrons aussi que dans la limite d'une population de taille infinie, la proportion d'individu d'un type donné suit la diffusion de Wright-Fisher avec sélection. Ensuite nous étudions ce modèle dans le cas d'une population de taille finie et fixée. Nous proposons deux méthodes de convergence de ce modèle fini vers la diffusion deWright-Fisher avec sélection. Enfin, une autre approche est considérée. Nous étudions le modèle de look-down dans le cas d'une population de taille infinie en remplaçant le modèle de reproduction dual du coalescent de Kingman par le modèle de reproduction dual du Lambda-coalescent. Nous montrons d'abord que le modèle est bien défini. Ensuite nous montrons que la proportion de l'un des types converge en probabilité, quand la taille N de la population tend vers l'infini, vers un processus qui est solution d'une équation différentielle stochastique dirigée par processus ponctuel de Poisson. Pour finir, nous montrons que si Lambda-coalescent descend de l'infini alors l'un des types se fixe en temps fini. / The purpose of the dissertation is to study the look-down model with selection in the case of a population composed only two alleles, one of them has a selective advantage. In this thesis, this selective advantage is modelled by a death rate for the wild-type allele. In the first part, we are interested in the case of a population of infinite size. We show the model is well defined. We show convergence in probability, as the population size tends to infinity, towards the Wright-Fisher diffusion with selection. In the second part we study a variant of the simplest look-down with selection where the size of the population is finite and fixed. We propose two methods of convergence of this finite model towards the Wright-Fisher diffusion with selection. Finally, another approach is considered. We study the look-down model with selection when we replace the usual reproduction model, which is dual to Kingman's coalescent by a population model dual to the Lambda-coalescent in the case of a population of infinite size. We first show this model is well defined. We show that the proportion of one of the two types converges in probability, as the population size N tends to infinity, towards the solution of a stochastic differential equation driven by a Poisson point process. Finally, we show that one of the two types fixate in finite time if and only if the Lambda-coalescent comes down from infinity.

Le sujet principal de cette thèse de doctorat est l'étude de diverses quantités reliées aux processus de fragmentation. Ces processus sont destinés à modéliser un objet de masse unité se fragmentant au cours du temps.<br />Ce travail comporte quatre chapitres. Le premier chapitre est consacré à l'étude de la dimension de Hausdorff de l'ensemble des points ayant une décroissance exponentielle dans une fragmentation homogène en intervalles. Dans le deuxième chapitre, on construit un processus de Markov auto-similaire qui généralise les fragmentations classiques autorisant en particulier la taille des descendants à être plus grande que celle de leurs parents. On établit ensuite certains théorèmes limites en utilisant la théorie des processus auto-similaires. Dans le troisième chapitre, on s'intéresse à un problème statistique provenant de l'industrie minière avec l'estimation statistique de la mesure de Lévy du subordinateur classiquement associé à la fragmentation. Plus précisément, on observe les fragments seulement à l'instant où ils atteignent une taille inférieure à un seuil fixé. Enfin, dans un quatrième chapitre on étudie le coût énergétique d'une succession de fragmentations.