Les langages logico-fonctionnels sont des langages de programmation de très haut niveau permettant de définir dans un formalisme unifié des types de données, des fonctions et des prédicats (relations). Plusieurs propositions de langages logico-fonctionnels ont été faites mais toutes se restreignent à des calculs basés sur les termes du premier ordre. Cette restriction permet de programmer avec des types abstraits algébriques mais elle rend difficile la manipulation des structures de données du monde réel, modélisées sous la forme de graphes cycliques. L'objectif de cette thèse est donc d'introduire les graphes cycliques comme structure de données de base des langages logico-fonctionnels. Pour cela, nous voyons les programmes comme des systèmes de réécriture de graphes cycliques et nous étudions les relations de réécriture et de surréduction qu'ils induisent (sémantique opérationnelle). Une propriété importante de la réécriture concerne la confluence : elle exprime le déterminisme des calculs effectués. De nombreux résultats de confluence existent pour la réécriture de termes mais ils ne s'étendent généralement pas aux graphes cycliques. Nous mettons en évidence une classe de graphes cycliques particuliers, les graphes admissibles, pour laquelle nous donnons une preuve de confluence de la réécriture. Concernant la relation de surréduction, nous en proposons une définition puis nous montrons que ce calcul est cohérent et complet par rapport à celui de la réécriture dans le cadre des graphes admissibles. Nous étudions ensuite plusieurs stratégies de réécriture et de surréduction de graphes admissibles, c'est-à-dire des algorithmes permettant d'éliminer des calculs inutiles ou redondants. Nous montrons que nos stratégies sont optimales selon de nombreux critères dépendants des systèmes de réécriture considérés.

La construction de programmes nécessite l'utilisation d'outils adaptés. Un outil particulier est le langage de programmation. Les langages logico-fonctionnels sont des langages de programmation dits déclaratifs qui se basent sur les notions mathématiques de fonction et de prédicat. Ce fondement théorique solide facilite à la fois la description d'un système à un niveau proche de la spécification ainsi que la validation de programmes. Néanmoins, les concepts sous-jacents aux langages logico-fonctionnels sont insuffisants pour la description aisée de systèmes complexes qui nécessitent l'interactivité, la concurrence et la distribution. Pour la modélisation de ces systèmes, la notion de processus a été introduite. Dans le contexte des algèbres de processus, un processus est caractérisé par les actions qu'il est capable d'exécuter. Cependant, les langages fondés uniquement sur les algèbres de processus doivent être étendus afin d'éviter le codage de fonctions et de prédicats en termes de processus. Dans cette thèse nous proposons un modèle de calcul qui intègre la programmation concurrente et déclarative. Nous suggérons de modéliser un système par un ensemble de composants. Chacun de ces composants comporte un programme déclaratif, appelé store, et un ensemble de processus interagissant par l'exécution d'actions. De plus, un composant peut contenir de nouvelles actions définissables par le programmeur. L'interaction entre composants est fondée sur le même principe, c.-à.-d. un processus peut exécuter des actions sur les stores des autres composants. Les différents composants d'un système peuvent utiliser des langages déclaratifs différents pour la description de leurs stores respectifs, ce qui nécessite la traduction des valeurs communiquées. Nous donnons une sémantique compositionnelle ainsi qu'une analyse de la confidentialité pour les processus d'un composant, et présentons les principes d'un prototype implanté