In general, a finitely presented group can have very nasty properties, but many of these properties are avoided if the group is assumed to admit a nice action by isometries on a space with a negative curvature property, such as Gromov hyperbolicity. Such groups are surprisingly common: there is a sense in which a random group admits such an action, as do some groups of classical interest, such as fundamental groups of closed Riemannian manifolds with negative sectional curvature. If a group admits an action on a Gromov hyperbolic space then large scale properties of the space give useful invariants of the group. One particularly natural large scale property used in this way is the Gromov boundary. The Gromov boundary of a hyperbolic group is a compact metric space that is, in a sense, approximated by spheres of large radius in the Cayley graph of the group. The technical results contained in this thesis are effective versions of this statement: we see that the presence of a particular topological feature in the boundary of a hyperbolic group is determined by the geometry of balls in the Cayley graph of radius bounded above by some known upper bound, and is therefore algorithmically detectable. Using these technical results one can prove that certain properties of a group can be computed from its presentation. In particular, we show that there are algorithms that, when given a presentation for a one-ended hyperbolic group, compute Bowditch's canonical decomposition of that group and determine whether or not that group is virtually Fuchsian. The final chapter of this thesis studies the problem of detecting Cech cohomological features in boundaries of hyperbolic groups. Epstein asked whether there is an algorithm that computes the Cech cohomology of the boundary of a given hyperbolic group. We answer Epstein's question in the affirmative for a restricted class of hyperbolic groups: those that are fundamental groups of graphs of free groups with cyclic edge groups. We also prove the computability of the Cech cohomology of a space with some similar properties to the boundary of a hyperbolic group: Otal's decomposition space associated to a line pattern in a free group.

La classe des graphes de groupes libres à groupes d'arêtes cycliques constitue une source importante d'exemples en théorie géométrique des groupes, en particulier dans le cadre des groupes hyperboliques. Un résultat récent de Wilton montre qu'un tel groupe à un bout et hyperbolique contient un sous-groupe de surface, répondant à une question attribuée à Gromov. Cette thèse est consacrée à l'étude de ces groupes lorsqu'ils se présentent comme des groupes fondamentaux de certains complexes carrés à courbure négative ou nulle. Les complexes carrés en question, appelés graphes tubulaires de graphes, sont obtenus en attachant des tubes (un tube est un produit cartésien d'un cercle avec l'intervalle unitaire) à une collection finie de graphes finis. Le but principal de cette thèse est de construire deux décompositions de base pour les groupes fondamentaux de graphes tubulaires de graphes : leur décomposition de Grushko et leur décomposition JSJ. Dans la première partie de la thèse, nous développons un algorithme en temps polynomial, dont l'entrée est un graphe tubulaire de graphes, et qui produit le scindement de Grushko de son groupe fondamental. Comme application, nous obtenons une version alternative d'un algorithme de Stallings, qui prend un ensemble fini de mots W dans un groupe libre F de rang fini, et décide s'il existe ou non un scindement libre de F relatif à W. Dans la deuxième partie de la thèse, nous développons un algorithme en temps doublement exponentiel, dont l'entrée est un graphe tubulaire de graphes avec un groupe fondamental hyperbolique à un bout, et qui produit le scindement JSJ du groupe fondamental. Nous remarquons qu'il s'agit du premier algorithme sur les scindements JSJ de groupes avec une borne effective sur la complexité de temps. La principale raison de l'efficacité de cet algorithme est que certaines propriétés asymptotiques du groupe, qui déterminent si le groupe se scinde au dessus un sous-groupe cyclique, admettent des caractérisations locales en raison de la structure cubique CAT(0). Comme application de ce résultat, nous obtenons un algorithme en temps doublement exponentiel, dont l'entrée est un groupe libre F de rang fini muni d'un ensemble fini de sous-groupes cycliques W tels que F est librement indécomposable relatif à W, et qui produit le scindement JSJ de F relativement à W. Une conséquence des résultats ci-dessus est que le problème d'isomorphisme pour les groupes considérés se réduit à l'algorithme de Whitehead. / The class of graphs of free groups with cyclic edge groups constitutes an important source of examples in geometric group theory, particularly of hyperbolic groups. A recent result of Wilton shows that any such group which is one-ended and hyperbolic contains a surface subgroup, answering a question attributed to Gromov. This thesis is devoted to the study of these groups when they arise as fundamental groups of certain nonpositively curved square complexes. The square complexes in question, called tubular graphs of graphs, are obtained by attaching tubes (a tube is a Cartesian product of a circle with the unit interval) to a finite collection of finite graphs. The main goal of this thesis is to construct two fundamental decompositions, the Grushko decomposition and the JSJ decomposition, of the fundamental groups of tubular graphs of graphs. In the first part of the thesis we develop an algorithm of polynomial time-complexity that takes a tubular graph of graphs as input and returns the Grushko decomposition of its fundamental group. As an application, we obtain an alternative version of an algorithm of Stallings, which takes a finite set of words W in a finite rank free group F as input, and decides whether or not there exists a free splitting of F relative to W. In the second part of the thesis we develop an algorithm of double exponential time-complexity that takes a tubular graph of graphs with one-ended hyperbolic fundamental group as input and returns the JSJ decomposition of the fundamental group. We remark that this is the first algorithm on JSJ decompositions of groups with an effective bound on the time-complexity. The main reason for the efficiency of this algorithm is that certain asymptotic properties of the group, which determine whether the group splits over a cyclic subgroup, admit local characterisations due to the CAT(0) cubical structure of these groups. As an application of this result, we obtain an algorithm of double exponential time-complexity that takes a finite rank free group F and a finite set of maximal cyclic subgroups W such that F is freely indecomposable relative to W as input and returns the relative JSJ decomposition of F relative to W. A consequence of the above results is that the isomorphism problem for the groups under consideration is reduced to the Whitehead algorithm.

Un groupe est dit co-hopfien si tout endomorphisme injectif de ce groupe est un automorphisme. En utilisant la théorie de Bass-Serre, nous montrons sous quelles conditions certains graphes de groupes, ayant leurs groupes d'arêtes finis, ont des groupes fondamentaux co-hopfiens. Nous montrons aussi, en utilisant le scindement JSJ de Bowditch, que tout groupe hyperbolique à un bout est co-hopfien. Ce résultat généralise un résultat de Sela au cas avec torsion. Nous terminons avec un algorithme général décidant, étant donné un groupe hyperbolique, si ce groupe est co-hopfien ou non.

Un germe équidimensionnel réduit d'espace analytique est dit quasi-odinaire s'il admet une projection finie sur un espace lisse, dont le lieu discriminant est un diviseur à croisements normaux. Le thème de ce travail est la généralisation aux germes quasi-ordinaires de liens connus entre divers invariants des germes de courbes planes. Dans le premier chapitre nous présentons une vision d'ensemble du concept de racine approchée d'un polynôme. Nous insistons sur les applications à l'étude des germes de courbes planes, en montrant que pour la plupart de ces applications, le concept plus général de semi-racine est suffisant. Au début du deuxième chapitre nous utilisons la géométrie torique pour construire une normalisation des germes quasi-ordinaires. Pour les germes irréductibles, de dimension 2 et dimension de plongement 3, nous donnons un algorithme explicite de normalisation, puis nous leur associons de manière intrinsèque un semi-groupe. Nous en déduisons une nouvelle preuve de l'invariance des exposants caractéristiques normalisés. Le concept de semi-racine est essentiel dans notre démarche. Dans le troisième chapitre nous donnons un théorème de factorisation pour la dérivée d'un polynôme quasi-ordinaire, lorsque cette dérivée est elle-même quasi-ordinaire. Ceci généralise un théorème connu sur la structure des courbes polaires des germes de courbes planes. Pour le formuler, nous introduisons l'arbre d'Eggers-Wall, qui permet de factoriser les germes comparables en fonction de leur contact avec le germe étudié. Dans le dernier chapitre nous interprétons topologiquement l'arbre d'Eggers-Wall et la factorisation des germes comparables, dans le cas des germes de courbes planes. Pour cela, nous prouvons un théorème général sur la localisation à isotopie près des noeuds isolables et sédentaires dans les variétés compactes, orientables et irréductibles de dimension 3, dont le bord est formé uniquement de tores.

We study two topics on surface diffeomorphisms, their mapping classes and dynamics. For the mapping classes of a punctured disc, we study the $\ZxZ$ subgroups of the fundamental groups of the corresponding mapping tori. An application is the proof of the fact that a satellite knot with braid pattern is prime. For the mapping classes of the disc minus a Cantor set, we study a special type of reducible mapping class. This has direct application on the embeddings of solenoids in $\mathbb{S}^3$. We also give some examples of other types of mapping classes of the disc minus a Cantor set. For the dynamics of surface diffeomorphisms, we prove three formulas for computing the topological pressure of a $C^1$-generic conservative diffeomorphism with no dominated splitting and show the continuity of topological pressure with respect to these diffeomorphisms. We prove for these generic diffeomorphisms that there is no equilibrium states with positive measure theoretic entropy. In particular, for hyperbolic potentials, there are no equilibrium states. For $C^1$ generic conservative diffeomorphisms on compact surfaces with no dominated splitting and $\phi_m(x):=-\frac{1}{m}\log \Vert D_x f^m\Vert, m \in \mathbb{N}$, we show that there exist equilibrium states with zero entropy and there exists a transition point $t_0$ for the one parameter family $\lbrace t \phi_m\rbrace_{t\geq 0}$, such that there is no equilibrium states for $ t \in [0, t_0)$ and there is an equilibrium state for $t \in [t_0,+\infty)$.