Les Objets Transneptuniens (OTN) et les comètes à courte période sont considérés comme les vestiges directs de la nébuleuse primitive qui a donné naissance à notre système solaire. L'histoire dynamique et collisionnelle de ces objets pourrait laisser penser qu'ils ont été différenciés physico-chimiquement. L'objet du travail présenté ici est de déterminer si la matière dite ``primordiale'', incorporée dans les OTN, a perdu, d'une certaine manière, la mémoire de ses origines, en subissant des transformations physico-chimiques profondes lors de collisions successives.<br /><br />Nous analysons dans une première étape les conditions de formation et la structure des glaces incorporées dans les planétésimaux. <br />Nous montrons que la composition chimique initiale de la phase gazeuse du disque protoplanétaire a une incidence non négligeable sur la composition des planétésimaux formés de diverses glaces cristallines, et sur l'évolution thermique de l'ensemble des objets formés (planètes extrasolaires de faible masse et glacées, planètes géantes, satellites, comètes, ...) dans la région externe des disques protoplanétaires. Ainsi, les planètes extrasolaires de faible masse formées à l'origine dans un environnement froid peuvent être du type planètes ``océan'' ou ``carbonées''. <br />Nous réalisons ensuite un modèle numérique de planétésimal, à la composition physico-chimique simplifiée, qui assure la conservation des quantités physiques (masse et énergie), et permet l'étude à long terme des planétésimaux dans la région transneptunienne. Ce modèle représente une matrice poreuse composée d'éléments réfractaires et d'un mélange de différentes glaces. L'ensemble des processus physiques tels que les changements de phase (sublimation/condensation, cristallisation) et la modélisation des transferts thermiques et de masse y sont pris en compte. <br /><br />Le choix de la méthode d'intégration numérique et du cadre mathématique de résolution des équations de conservation (masse et énergie) est ensuite discuté. Le problème de la conservation des quantités physiques (masse et énergie) est abordé et l'erreur sur la conservation de la masse obtenue avec notre modèle est comparée à celle obtenue avec des modèles antérieurs. Nous montrons que l'erreur sur le bilan de masse obtenu par la méthode des volumes finis, utilisée dans ce modèle, permet de gagner au moins un ordre de grandeur sur celui des modèles antérieurs.<br />Les améliorations apportées au modèle de planétésimal permettent d'obtenir une représentation de sa différenciation physico-chimique plus fiable sur le long terme et permettent l'étude de l'influence de collisions successives. <br />Grâce à cela, nous pouvons analyser l'influence de la composition physico-chimique et celle de l'ensemble des paramètres physiques sur l'évolution thermique et physico-chimique de planétésimaux situés dans la région transneptunienne.<br /><br />Enfin, nous déterminons les laps de temps nécessaires entre deux collisions pour engendrer une évolution physico-chimique des objets cibles, à partir d'une composition originelle imposée. Nos résultats infirment l'hypothèse selon laquelle les Objets Transneptuniens pourraient être significativement affectés par le processus collisionnel.

Les occultations stellaires sont une méthode puissante pour étudier les petits corps du Système Solaire, trop faibles ou lointains pour être étudiés par d’autres techniques. Cette méthode consiste à observer le corps passant devant une étoile d’arrière plan. Le flux lumineux stellaire est alors intercepté quelques instants, ce qui permet de caractériser la forme de l’objet et d’étudier son environnement (anneau, atmosphère ou satellite). Deux anneaux denses et étroits ont été découverts en Juin 2013 pour la première fois autour du plus gros des Centaures Chariklo (corps central : 250 km de diamètre ; anneaux : 800 km). Cette thèse présente les 16 occultations par Chariklo et ses anneaux observées depuis 2013. Ces données représentent les seules observations aujourd’hui existantes de ce système planétaire. Une première étude de leur structure et de leur géométrie est détaillée dans ces travaux. Mes travaux ont également porté sur une occultation par la planète naine Haumea observée en Janvier 2017. Celle-ci nous a révélé la présence d’un anneau dense de rayon ~2281 km autour de ce corps tri-axial. Haumea est donc le deuxième corps en dehors des planètes géantes à posséder un anneau. Cette occultation permet notamment de déduire la forme, la taille (1161x852x513 km) et la densité d’Haumea. Cette seconde découverte tend à montrer que les anneaux autour des petits corps ne sont pas si rares. La publication du catalogue Gaia DR1 en 2016 a permis d’améliorer considérablement la précision de nos prédictions donc nos observations. Les prochaines années seront consacrées à scanner plus en détails les anneaux de Chariklo et d’Haumea, mais aussi à chercher des anneaux autour d’autres petits corps afin de comprendre les mécanismes de formation et d’évolution de ces systèmes. / Stellar occultations are a very powerful tool to study small bodies of the Outer Solar System, which are usually too faint or too far away to be studied by others techniques. They occur when a body passes in front of a background star. The stellar flux will then be intercepted during several seconds/minutes. Observation of the occulted star in time allows us to study the shape and size of the occulting object and its vicinity (ring, atmosphere or satellite). For the first time, two dense and narrow rings have been discovered on June 2013 around the biggest known Centaur Chariklo (body’s diameter: 250 km and rings diameter: 800 km). My work shows the 16 observed occultations by Chariklo and/or its rings since 2013. Those data are the only one available about this planetary system today. A first study of their structure and their geometry is conducted. Another part of my work was to study an occultation by the dwarf planet Haumea recorded on January 2017. It revealed the presence of a ring of radius ~2281 km around this tri-axial body. This discovery made Haumea the second body with a ring orbiting around except the four giant planets. This occultation allows us to derive the shape, size (1161x852x513 km) and density of the main body. This second discovery tends to show that rings in small planetary systems are more common that we thought. The release of Gaia DR1 catalog in 2016 greatly improved our predictions of such occultations. In the forthcoming years, efforts will be made on detailed and localized studies of Chariklo’s and Haumea’s rings, but also on search for other small rings systems in order to better understand the origins and the evolution mechanisms of such systems.