A l'Etna, des études géodésiques récentes, notamment en interférométrie radar, ont mis en évidence des mouvements de grandes échelles affectant les flancs de ce volcan. Ces études s'appuient sur des bases de données ne comprenant que des interférogrammes en orbites ascendantes ou seulement quelques scènes ERS. Nous avons complété la base de données existante et analysé ensuite plus de 600 interférogrammes pour des orbites ascendantes et descendantes. La nouvelle base de données couvre une période de près de 8 ans entre septembre 1992 et août 2000. Notre étude a révélé que les déplacements des flancs Sud et Sud-Est de l'Etna apparaissent en mars 1996. Ils s'amortissent lentement et disparaissent en août 1998. L'utilisation des données interférométriques ERS acquises en orbites ascendantes et descendantes, peu sensibles à la composante Nord-Sud du mouvement, nous a permis de calculer les déplacements Est-Ouest et verticaux affectant le flanc Sud-Est de l'Etna pendant cette période. Le long des failles de Mascalucia-Trecastagni-Tremestieri (MTT) et de Ragalna, les déplacements normaux et dextres sont essentiellement horizontaux avec une faible composante normale. Au niveau d'une ride anticlinale à la base du flanc Sud de l'édifice, les déplacements sont essentiellement verticaux et correspondent à un soulèvement de cette ride. Nous avons également pu mettre en évidence que certaines portions de ces structures ont été actives avec des taux beaucoup plus faibles entre janvier 1999 et novembre 2000. Dans les deux cas, l'apparition de ces mouvements coïncide avec des évènements éruptifs explosifs dans la zone sommitale indiquant un lien entre le fluage le long des structures des flancs Sud et Sud-Est et l'activité volcanique. La zone d'activité de ces structures représente une zone clé de la compréhension de la géodynamique de l'Etna puisque c'est la région où les modèles proposés dans la littérature diffèrent. Aussi, nous avons mené une étude en modélisation numérique afin d'expliquer des déplacements observés et proposer un modèle d'évolution géodynamique de l'Etna. Notre étude a montré que le champ de déplacements était compatible avec un champ de contraintes variable avec la profondeur et la présence de deux plans de glissements sous l'édifice. Un premier plan de glissement profond, situé sous le flanc Sud et soumis à une compression régionale orientée N 170°, explique le soulèvement le long de la ride anticlinale. Un deuxième plan de glissement limité au Nord par la faille de Pernicana-Provenzana, à l'Ouest par les rifts zones et au Sud par les failles de MTT, guidé vers la mer ionienne par les contraintes gravitaires et une extension régionale orientée N 95° serait à l'origine des déplacements du flanc Est. Notre étude a également établi que des injections magmatiques au niveau des rifts zones n'étaient pas le moteur des glissements. Nous proposons, par contre, pour expliquer le lien entre les déplacements et les évènements éruptifs que les contraintes magmatiques sont le déclencheur des mouvements de flanc.

Les observations de la phase moléculaire du milieu interstellaire révèlent une structure complexe, tant en vitesse qu'en densité, hiérarchisée sur plus de quatre ordres de grandeur. La compréhension des phénomènes à l'origine de cette structuration, amenant aux premiers stades de la formation stellaire, appelle une description adéquate de champs auxquels l'observateur n'a pas accès directement. Il est donc nécessaire de comprendre la chaine des processus physiques, observationnels et instrumentaux aboutissant aux quantités effectivement mesurées. Ce problème est ici abordé en trois points. Les structures observées sont le résultat d'une projection complexe des champs tridimensionnels sur un espace hybride position-position-vitesse, dont on peut tirer des cartes bidimensionnelles d'intensité intégrée et de centroïdes de vitesse. Nous démontrons le lien qui existe entre les propriétés statistiques de ces cartes et celles des champs d'origine. En particulier, nous montrons que l'indice spectral de la carte des centroïdes est égal à celui du champ de vitesse, dans l'approximation des faibles fluctuations de densité, qui est discutée numériquement. D'autre part, le filtrage spatial imposé par les observations interférométriques dégrade les distributions de brillance projetées sur le plan du ciel. Dans le cadre de l'évaluation des performances du futur réseau ALMA, et à l'aide d'un simulateur instrumental, nous montrons que le spectre de puissance est, parmi les différents outils de caractérisation des structures, celui qui permettra le mieux de remonter aux statistiques des distributions de brillance à partir des données. Nous introduisons en outre une méthode nouvelle et prometteuse, tant en termes d'analyse que de traitement, fondée sur les incréments des phases des composantes de Fourier. Enfin, la question de la formation des raies interstellaires est abordée dans le cadre d'un formalisme de transfert radiatif stochastique unidimensionnel. Sur cette base préexistante, nous introduisons le cas d'un champ de vitesse corrélé au champ de densité par une relation polytropique, et nous en déduisons une équation de transfert généralisée. Nous montrons également que la distribution des vitesses le long de la ligne de visée n'est pas gaussienne, contrairement au cas sans corrélation, ce qui indique que l'interprétation des profils de raie doit tenir compte de cet effet.

Les corrélations jouent un rôle crucial dans la compréhension des noyaux légers à et au-delà de la dripline neutron. Dans cette optique, le noyau à halo de 2 neutrons 6He et les systèmes 5H, 7,9He et 10Li ont été étudiés via la mesure de la cassure des faisceaux d'6He et de 11,12Be. Les détecteurs CHARISSA et DEMON ont été utilisés. L'interprétation a été facilitée grâce au code de simulation SILLAGE modélisant le dispositif expérimental. Dans le cas de l'7He, l'existence d'un état excité avec Er ~ 1 MeV et gamma ~ 0.75 MeV a été confirmé. Le caractère virtuel de l'onde s de l'état fondamental du 10Li a été confirmée et une longueur de diffusion as ~ -16 fm déduite. Les résultats pour l'9He suggèrent qu'un état s virtuel existerait juste au dessus du seuil. L'étude de la cassure à trois corps de l'6He a permis de mettre en évidence que l'état 2+ décroissait de façon essentiellement directe, alors que le processus réactionnel du continuum est séquentiel, via un passage par l'5He. La distance rms entre les 2 neutrons de valence obtenue par l'interférométrie d'intensité est de 7,7 +- 0,8 fm. Cette valeur a été confirmée par une méthode utilisant les représentations de Dalitz. Une structure large a été mise en évidence dans l'5H avec Er ~ 1,8 MeV et gamma ~ 2,1 MeV. Une comparaison avec un modèle récent à trois corps suggère qu'il s'agit d'un état 1/2+. Une distance rms entre les deux neutrons de valence d'environ 5,4 fm a été extraite. Enfin, l'existence du tétraneutron a été recherchée via une nouvelle voie : 12Be* se fragmentant en 2 alpha + Xn. Aucun signal n'a été observé au delà de ce qui était attendu en provenance du bruit de fond.

Il est actuellement admis que la formation des étoiles de faible masse à partir d'un nuage de gaz passe par une étape où l'objet central est entouré d'un disque de matière dans lequel les planètes peuvent ensuite se former. L'étude d'un tel disque a deux objectifs principaux : comprendre la séquence évolutive de formation stellaire et la formation des planètes. Le transfert radiatif dans cet objet revêt une importance primordiale : en raison du frottement visqueux ou de l'éclairement par l'étoile notamment, le disque est chauffé. Les processus de production et de propagation de l'énergie thermique dans ce disque en conditionnent ainsi les propriétés physico-chimiques, ce qui a de multiples conséquences sur sa structure.<br> Je présente une étude de ces disques fondée sur une description analytique poussée du transfert radiatif, afin de retarder l'étape de mise en oeuvre numérique. Cette méthode possède l'avantage de permettre une meilleure compréhension des processus et des conditions physiques dans ces objets. Afin de contraindre les paramètres du modèle, j'ai choisi d'établir un diagnostic observationnel novateur sur la base de la distribution spectrale d'énergie, technique bien connue, et des visibilités obtenues en interférométrie optique à longue base, récentes et prometteuses car elles permettent d'obtenir des informations spatiales à l'échelle de l'unité astronomique pour les étoiles jeunes les plus proches.<br> Je commence par une généralisation des approches analytiques du transfert dans les atmosphères stellaires, en reliant la température en tout point à la profondeur optique, avec deux différences notables : le chauffage visqueux a lieu sur l'ensemble du disque et la surface est éclairée par l'étoile. Ce formalisme est ensuite employé dans une simulation numérique de disque chauffé par la viscosité seule. Ensuite, j'élabore une version simplifiée du transfert dans un disque à deux couches : une surface chauffée par la couche interne et par l'étoile, et un intérieur chauffé par la viscosité et par la couche externe. Cette version permet d'obtenir des formules analytiques simplifiées décrivant les conditions physiques dans un disque présentant les deux sources de chauffage énoncées.<br> Enfin, je m'attèle à l'interprétation des observations. Après une étude prospective concernant les possibilités ouvertes par l'interférométrie pour les objets marginalement résolus, je présente des ajustements du modèle à deux couches aux étoiles jeunes de faible masse déjà observées en interférométrie.

Grâce à la spectroscopie des vitesses radiales, on connaît en 2003 plus d'une centaines d'exoplanètes géantes autour d'étoiles de type solaire. Les limites de cette technique poussent à utiliser d'autres méthodes pour caractériser complètement les planètes connues, détecter des planètes de taille terrestre, et accéder à des informations statistiques sur une grande population d'objets. Cette thèse porte sur deux de ces techniques complémentaires : d'une part la photométrie des transits et d'autre part l'interférométrie infrarouge à très longue base. La photométrie des transits a été étudiée dans le cadre de la mission spatiale COROT : on a mis en oeuvre un algorithme de détection par filtrage adapté afin de déterminer (i) l'efficacité de détection de l'instrument pour différentes distributions orbitales des planètes, et (ii) la répartition des détections en fonction du type spectral et de la magnitude de l'étoile hôte. En outre, on a étudié l'utilisation des canaux photométriques de COROT pour discriminer les fausses détections et pour réduire la part du bruit de variabilité stellaire. Un traitement global des mesures par interférométrie à très longue base et par spectroscopie permet la caractérisation complète des systèmes doubles. On a appliqué ce traitement à des observations réelles d'étoiles binaires spectroscopiques, puis on a étudié la faisabilité d'observations de couples du type de 51 Pegasi. Par ailleurs, on a contribué à l'effort vers la très haute précision en interférométrie infrarouge par la réalisation d'un catalogue d'étoiles-étalons, et par la caractérisation instrumentale d'un prototype de fibre monomode à 10 µm, un composant essentiel pour les missions spatiales dédiées aux exoplanètes telluriques comme Darwin/TPF.

Je présente dans mon travail de thèse une étude complète du coronographe à quatre quadrants proposé par D. Rouan (2000). Ce nouveau coronographe offre des performances de réjection théoriques extrêmement importantes (>10^6). Ces performances ouvrent des possibilités de détection d'exo-planètes autour des étoiles proches. Les premiers résultats en laboratoire, ont donné des taux d'atténuation de l'étoile centrale supérieurs à 90000\footnote(: le résumée de la thèse indique 44000, mais une calibration fine de la densité employée nous donne 90000. ) sur le pic central. J'ai donc naturellement étudié toutes les utilisations possibles de ce coronographe au sol comme dans l'espace. En premier lieu, il peut être utilisé sur les télescopes au sol avec une optique adaptative à haut Strehl. Des simulations numériques seront présentées dans le cadre du projet ``Planet Finder'' de l'ESO pour la détection des naines brunes et des planètes géantes chaudes autour des étoiles les plus proches. Ensuite, je me suis intéressé à l'utilisation du 4Q sur l'instrument MIRI (Mid InfraRed Imager) du JWST, puis sur un interféromètre spatial (pour ``Terrestrial Planet Finder'') de la NASA. Néanmoins, un des problèmes majeurs du masque à 4 quadrants reste le chromatisme du déphasage de pi pour une utilisation en large bande dans le cadre de TPF. Je présenterai donc des solutions permettant d'achromatiser le coronographe.

Les étoiles massives constituent une classe stellaire d'une grande importance pour l'évolution de l'environnement galactique. Malgré leur faible nombre, leur perte de masse élevée à tous les stades de leur rapide évolution et l'injection d'énergie subséquente ont un impact déterminant, même à grande distance. La source de cette perte de masse est intimement liée à leur intense champ de radiation, qui génère un vent rapide et parfois dense. Les récents progrès instrumentaux ont mis en lumière la caractère profondément inhomogène et variable de ce vent, se manifestant par des phénomènes stochastiques, et parfois même périodiques. Ces manifestations mettent en lumière l'existence de phénomènes concurrents en mesure de modifier et moduler le vent radiatif, à savoir la rotation stellaire, la présence de pulsations non-radiales (NRP) ou de champ magnétique. C'est dans ce contexte que s'inscrit ce travail de thèse de cotutelle, issu d'une collaboration entre le groupe d'astrophysique de l'université de Montréal et le groupe d'interférométrie de l'Observatoire de la Cote d'Azur. J'aborde tout d'abord le problème des instabilités qui se développent dans les LBV (Luminous Blue Variables) par l'étude de l'étoile emblématique P Cygni. Après avoir développé le contexte observationnel des manifestations éruptives de l'étoile, je présente les résultats d'une observation avec une optique adaptative expérimentale opérant dans le visible menée à l'Observatoire de Haute-Provence (OHP). Puis, je développe la problématique des manifestations périodiques détectées chez les étoiles O et WR particulières, dans le contexte de la détection de champ magnétique. Cette étude est basée sur des observations menées avec le spectropolarimètre CASPEC du télescope de 3.6m de la Silla (ESO/Chili). Enfin, je décris le travail de prospection entrepris sur une technique de polarimétrie interférométrique appelée SPIN (Spectro-Polarimetric INterferometry). L'utilisation de SPIN peut apporter à l'interférométrie un complément irremplaçable pour à la fois localiser et quantifier la perte de masse au plus près de l'étoile. Je m'attacherai particulièrement à la détection et la caractérisation des champs magnétiques par SPIN en polarisation circulaire.

L'utilisation de modèles de diffusion radar par la végétation permet de mieux comprendre les relations entre des observables radar et les caractéristiques de la scène observée. Des études récentes ont montré l'intérêt de modéliser de manière partielle ou totale les interactions cohérentes entre les diffuseurs d'une scène, les modèles de diffusion évoluant d'une formulation en intensité (incohérente) à une formulation en champ (cohérente). Durant cette thèse, nous avons développé une formulation cohérente et polarimétrique de la diffusion radar par des scènes forestières. La diffusion par des éléments canoniques (cylindres, ellipsoïdes) a été traitée afin de mettre en évidence les domaines de validité des méthodes employées. Le modèle de diffusion est ensuite présenté puis appliqué à une forêt considérée comme un milieu discret. La contribution totale de la forêt résulte alors de la sommation cohérente des champs diffusés par chacune de ses composantes. Chaque contribution est pondérée par le déphasage dû à la position relative des diffuseurs et l'atténuation complexe lié au trajet de l'onde dans la forêt. Les modèles cohérents ayant besoin de s'appuyer sur des descriptions réalistes de la végétation, un soin particulier à été porté à la modélisation de la forêt. Ce code a été appliqué à deux types de forêts (tropicale et tempérée) et à trois bandes de fréquences différentes (P,L et C). Son application aux forêts de Mangroves a montré qu'il modélise correctement la rétrodiffusion dans un cas où de forts effets cohérents sont attendus. Les limitations de ce code sont notamment analysées dans le cas particulier des hautes fréquences/densités. Finalement le degré de cohérence interférométrique est étudié et sa composition (contributeurs et mécanismes dominants) est analysée.

Les caractéristiques physiques des environnements circumstellaires des étoiles évoluées sont telles que l'infrarouge thermique est le plus adapté à leur étude. La résolution angulaire minimale nécessite des diamètres de télescope de l'ordre de quelques dizaines de mètres à ces longueurs d'onde ; l'utilisation d'interféromètres est donc obligatoire. Le fond thermique est un problème spécifique de ces bandes, et les estimateurs de visibilité classiques de l'interférométrie optique doivent être adaptés. Ce travail dresse le bilan des contraintes qui s'imposent sur l'estimation du fond en interférométrie optique, puis propose de nouvelles méthodes de soustraction ou de correction partielle adaptées aux estimateurs prévus pour l'instrument 10 µm MIDI sur le VLTI. Un exemple pratique d'application de ces techniques est donné, avec les résultats d'observations réalisées en bande L avec l'instrument TISIS sur l'interféromètre IOTA, concernant plusieurs étoiles de type Mira et semi-régulières.

La formation planétaire a lieu dans les disques constitués de gaz et de poussières entourant les étoiles jeunes. Les propriétés de ces disques protoplanétaires sont mal contraintes par les observations actuelles, cependant leur observation dans le domaine millimétrique nous apporte des informations sur la composition du gaz et de la poussière les constituant. La chimie des disques est dominée par les processus de photo-dissociation dans les couches supérieures chaudes soumises au rayonnement ultraviolet (stellaire et interstellaire) et par la condensation des molécules sur les grains dans le plan des disques. Au cours de cette thèse, j'ai étudié les effets rétroactifs de différents paramètres (tels que la distribution en taille des grains, l'intensité du rayonnement ultraviolet ou le rapport gaz/poussière) sur la distribution de molécules dans les disques. Pour ce faire, j'ai utilisé des observations de différentes molécules obtenues avec l'interféromètre du Plateau de Bure dans différentes sources : la molécule de CO dans deux disques entourant des étoiles Herbig Ae (CQ\,tau et MWC\,758) et le couple de photo-dissociation CN\,-\,HCN dans deux disques autour d'étoiles T-Tauri (DM\,Tau et LkCa\,15) et une étoile de Herbig (MWC\,480). J'ai comparé ces observations aux prédictions d'un modèle de chimie (version modifiée du code \cpdr\ développé à Paris-Meudon). Les observations de CO dans les disques peu massifs ont permis d'étudier le problème de la dissipation du gaz. J'ai montré que les disques peu massifs autour de CQ\,Tau et MWC\,758 présentent une faible abondance de la molécule de CO malgré une température bien supérieure à la température de condensation du CO sur les grains. Parmi les paramètres étudiés pour expliquer ce résultat, la photo-dissociation du CO apparaît comme un processus valide pour expliquer la sous abondance de CO, d'autant plus que le grossissement des grains renforce son efficacité. Une modification du rapport gaz/poussière n'est pas forcément nécessaire. La molécule de CO n'est donc plus un traceur direct du rapport gaz/poussière dans de tels disques peu massifs. De plus, la température des gros grains peut être suffisamment basse pour empêcher la désorption du CO de la surface de ces grains. D'autre part, CN et HCN sont observé à de très faibles température d'excitation, ce qui tendrait à prouver que ces molécules sont situés près du plan du disque (plus près que prédit par les modèles incluant la déplétion sur les grains) et que ce plan est très froid, au moins pour les étoiles T-Tauri.