L'étude présentée ici concerne la prédiction et l'observation des <br />occultations d'étoiles par les astéroïdes. Le sujet traité comprend la <br />modélisation et le développement d'algorithmes de prédictions des <br />occultations stellaires, complétés par l'amélioration de leur précision <br />à travers des considérations théoriques et observationnelles.<br />Pour cela je développe dans un premier temps toutes les définitions relatives<br />aux éphémérides en m'attachant plus particulièrement aux notions de repères et<br />systèmes de références célestes et terrestres. Je présente ensuite les <br />différentes échelles de temps s'y rattachant pour finalement proposer des<br />algorithmes de calculs d'éphémérides des planètes, des astéroïdes et des étoiles<br />avec une précision interne de l'ordre de 0".001. Je développe alors<br />un modèle de prédiction des occultations stellaires en présentant une<br />méthode de recherche systématique de ces phénomènes et un algorithme<br />de calcul des lieux sur Terre d'où ils sont observables. Je décris qu'elles<br />en sont les approximations, et montre que dans l'état actuel de connaissance<br />des orbites des astéroïdes le taux de réussite observationnel des prédictions<br />d'occultations ne dépasse guère 50% quelque soit le degrés de précision<br />du modèle utilisé. Je propose alors des solutions pour améliorer la<br />prédiction de ces phénomènes en complétant le modèle de calcul<br />présenté ici, et en recherchant à travers l'observation astronomique des <br />solutions pour améliorer la connaissance astrométrique et photométrique<br />des astéroïdes. Finalement je montre qu'il est possible d'atteindre un taux de<br />réussite compris entre 70% et 80%, et présente qu'elles sont les<br />conditions pour parvenir à un taux de réussite supérieur à 90%.

La configuration géologique des couches de sol proches de la surface peut modifier fortement le mouvement sismique en surface (effets de site lithologiques). Ces effets de sites peuvent être évalués numériquement ou empiriquement. Ce travail s'inscrit dans la thématique de l'évaluation des effets de site lithologiques et de la variabilité de la réponse sismique des sites. Il se base principalement sur l'analyse d'enregistrements de séismes. Nous avons étudié dans un premier temps la variabilité de la réponse sismique, par classe de sites et pour des mouvements sismique faibles (variabilité inter-sites), puis une partie de la variabilité inter-évènements en un site, due aux effets du comportement non-linéaire des sols. Enfin, nous avons inversé les courbes de réponse du site afin de préciser à quelles profondeurs le comportement du sol est non-linéaire. La base de données accélérométriques KiK-net (Japon) est constituée de 688 forages instrumentés avec un capteur en surface et un autre en fond de puits. Cette configuration en réseau vertical permet de calculer en chacun des sites la courbe de réponse empirique du forage. Ce réseau a été choisi compte tenu du nombre important de sites instrumentés, du nombre de séismes enregistrés (plus de 46 000 enregistrements ont été recueillis et analysés) et de l'existence de caractérisation géotechnique des sites (profils de vitesse de propagation des ondes de cisaillement et de compression).L'analyse de la variabilité de la réponse sismique par classe de site nous a permis de préciser les paramètres qui seraient à mesurer afin d'améliorer l'évaluation des effets de site. En régime linéaire, il s'agit du gradient du profil de vitesse calculé jusqu'à 30 m (B30) ou 100 m (B100) et de la fréquence de résonance fondamentale (f0). Ces paramètres pourraient être utilisés afin de réduire la variabilité inter-sites du mouvement sismique en surface (i.e. variabilité dans les GMPEs Equations prédictives du mouvement sismique).L'analyse de la variabilité inter-évènement associée au comportement non-linéaire des sols nous a fourni les paramètres pertinents pour l'analyse des sites en régime non-linéaire : B30, l'amplification maximale (Apred) et la fréquence associée (fpred). Cette analyse a également montré : - que le PGA (Peak Ground Acceleration, accélération maximale du sol) est un paramètre pertinent pour l'étude des effets du comportement non-linéaire des sols sur la réponse des sites. - que, quelque soit le site, le comportement non-linéaire des sols affecte la courbe de réponse du site à partir d'accélérations modérées (75 cm/s2 en fond de puits). - que la caractérisation non-linéaire d'un site, en vue de l'évaluation des effets de sites, pourrait être réduite à la caractérisation des couches de sol superficielles. Cette dernière assertion peut avoir une influence importante pour la caractérisation non-linéaire des sites. Elle a été confirmée par l'inversion comparée des fonctions de transfert forages linéaires et non-linéaires. Finalement, notre travail a également montré :* que l'analyse de sensibilité de la colonne de sol " à priori " est un bon outil pour déterminer la résolution de l'inversion compte tenu des informations disponibles ainsi que les paramètres du sol contrôlant les pics d'amplification.* que l'utilisation conjointe de l'analyse de sensibilité et de la comparaison des fonctions de transfert, sans étape d'inversion, pouvait être suffisante pour évaluer les profondeurs où le sol peut avoir un comportement non-linéaire important

L'optique adaptative classique est limitée par l'anisoplanétisme. Pour remédier à cette limitation, de nouveaux concepts, appelés optiques adaptatives grand champ, ont été développés. Ces systèmes analysent la turbulence atmosphérique dans le volume, ce qui accroît le champ de correction. Ces techniques requièrent une connaissance précise du profil de Cn2. Mon étude consiste à valider sur le ciel une nouvelle technique de mesure du profil de Cn2, appelée CO-SLIDAR, à partir des corrélations des mesures de pentes et de scintillation réalisées avec un analyseur Shack-Hartmann sur étoile binaire. Elle s'organise autour de deux grands axes. On réalise d'abord une simulation bout-en-bout de la reconstruction du profil de Cn2 dans un cas concret d'observation astronomique. On peut ainsi étudier l'impact des différentes sources d'erreur sur la reconstruction du profil de Cn2. Ceci nous permet d'améliorer la procédure d'estimation du profil de Cn2, en prenant en compte les bruits de détection. La deuxième partie de mon étude se consacre à la validation expérimentale. On dimensionne et caractérise en laboratoire un banc d'acquisition, le banc ProMeO. Ceci conduit à une bonne connaissance du fonctionnement du banc et nous permet de corriger certains effets instrumentaux. Le banc ProMeO est finalement couplé au télescope MeO de 1,5 m de diamètre. Les données acquises permettent une reconstruction du profil de Cn2, du sol jusqu'à 17 km, avec une résolution de 600 m. Les profils obtenus par la méthode CO-SLIDAR sont comparés avec succès à des profils issus de données météorologiques. L'ensemble de ces travaux constitue la première validation sur le ciel de la méthode CO-SLIDAR.

Description stratigraphique et tectonique

Cette thèse est consacrée à l'analyse des données multispectrales de la caméra infrarouge NIR de la sonde Clementine. La Lune est le seul corps planétaire pour lequel on dispose à la fois d'une vérité terrain (échantillons lunaires) et de données de télédétection globales non perturbées par une atmosphère. C'est donc le cas le plus favorable pour tester et valider des méthodes de télédétection, ces méthodes pouvant ensuite être extrapolées à d'autres corps du système solaire. Les données NIR, bien que dans le domaine public depuis 1995, n'avaient jamais été exploitées auparavant du fait de problèmes majeurs d'étalonnage. La première partie de ce travail a consisté à s'affranchir des problèmes d'étalonnage, donnant ainsi accès à des observations inédites couvrant la totalité de la surface lunaire. Ces observations ont ensuite été mises à profit pour aborder les problèmes de l'identification des minéraux et de l'extrapolation de la connaissance de quelques sites à l'ensemble du satellite. Des zones riches en olivine, minéral associé au manteau lunaire et rarement détecté en surface, ont été mises en évidence dans les régions des cratères Aristarchus et Copernicus. L'analyse systématique des propriétés spectrales et chimiques d'échantillons lunaires représentatifs, couplée aux données NIR, a ensuite permis de mettre en place une méthode de cartographie quantitative de la teneur en fer des sols observés, clarifiant ainsi le lien entre information spectrale et chimique. Cette méthode permet de discriminer entre les effets de composition et les effets d'altération de la surface suite aux impacts de micrométéorites et de particules du vent solaire. L'expérience acquise dans le cas lunaire est directement transposable à l'étude d'autres surfaces rocheuses sans atmosphère (cas de Mercure et des astéroïdes), et représente un premier pas vers le cas plus difficile de Mars (présence d'une atmosphère)

Dans cette thèse, nous proposons des solutions pour le chargement progressif et le rendu adaptatif de vastes terrains. Cela peut servir notamment à visualiser la Terre en 3D sur un ordinateur en chargeant les données depuis une immense base de données via un réseau. Dans la première partie de cette thèse, nous introduisons une solution générique pour manipuler des cartes d'échantillons de taille quelconque depuis un serveur jusqu'à un système de rendu client. Nos méthodes s'adaptent aux performances du réseau et du rendu et évitent de traiter des données redondantes. Dans une deuxième partie, nous utilisons cette solution pour permettre le rendu 3D temps réel de vastes terrains texturés. De plus, nous supportons des terrains planétaires et réduisons les incohérences visuelles dues à la projection cartographique et à la précision du rendu. Enfin, nous proposons des algorithmes permettant de créer des bases de données serveur à partir d'immenses cartes d'échantillons.

En une décade la recherche de systèmes planétaires a fournit environ 170 exoplanètes en orbites autour de presque 150 étoiles. Mon travail de thèse s'inscrit dans ce nouveaux champ de l'astrophysique en cherchant les planètes autour des naines M. Ces étoiles sont des étoiles de très faibles masses, ce travail tente donc de caractériser la formation planétaire pour le domaine des petites masses stellaires. <br /><br />Dans un premier temps j'appréhende le paradigme de la formation planétaire en exposant les propriétés statistiques des systèmes détectés d'une part et le modèle standard d'autre part. Je m'intéresse aux méthodes de détection, avec une attention toute particulière pour la méthode des vitesses radiales, ses atouts et ses limitations. C'est cette dernière méthode que nous employons pour nos différents programmes de recherche. Après une description de nos échantillons et des précisions obtenues avec chacun des instruments utilisés, je présente la détection d'une planète de la masse de Neptune en orbite autour d'une naine M. De manière concurrente j'analyse aussi une étoile dont le signal mesuré est vraisemblablement causé par l'activité stellaire. Ce parallèle me permet d'expliquer comment nous différencions un signal induit par une planète des fausses détections.<br /><br />Parce que pour les étoiles de type solaire le taux d'étoiles-à-planètes est une fonction fortement croissante avec la teneur en métaux des étoiles, une partie de ma thèse est ensuite consacrée à l'analyse de la métallicité des naines M.<br /><br />Enfin, la dernière partie du manuscrit est consacrée à une étude statistique qui borne précisément la fréquence de planètes géantes en orbite autour de naines M. Le faible taux mesuré est regardé à la lumière de notre étude sur la métallicité des naines M.

En un peu plus d'une dizaine d'années, plusieurs centaines de planètes ont été découvertes en orbite autour d'étoiles autres que le Soleil. Cependant, en-dehors de leurs masses, peu de choses sont connues sur la nature de ces exoplanètes. Aujourd'hui, nous pouvons commencer à les caractériser plus précisément : à mesurer leurs tailles et, par conséquent, à estimer leurs densités moyennes et esquisser les grandes lignes de leurs structures internes ; à déterminer la présence d'une atmosphère et la composition de celle-ci. Dans cette thèse, nous associons des observations obtenues par différentes techniques à des modèles théoriques pour brosser le portrait d'exoplanètes très différentes. En comparant des observations du télescope spatial Spitzer, dont nous détaillons l'analyse, à un modèle atmosphérique prédictif, nous recherchons de la vapeur d'eau dans l'atmosphère du Jupiter chaud en transit HD189733b. Nous obtenons également des mesures précises des rayons planétaires et stellaires ainsi que du paramètre d'impact à 3,6 et 5,8 microns. Puis, nous utilisons des modèles de structures internes et de disques protoplanétaires pour contraindre la nature d'OGLE2005-BLG-390Lb, une petite planète froide détectée par microlentille gravitationnelle. Nous montrons qu'un océan subglaciaire a pu exister sur cette planète désormais gelée, et étudions la composition possible de la glace. Nous avançons que ces propriétés pourraient être partagées par de nombreuses autres planètes dans la Galaxie. Enfin, nous utilisons un modèle de transmission au limbe pour réaliser des spectres théoriques de planètes de taille terrestre en transit, et concluons que des planètes-océans autour de petites étoiles seraient les cibles les plus adéquates pour une future mission spatiale de caractérisation d'exoplanètes.

Cette étude vise a mettre en évidence l'influence des variations eustatiques sur la distribution de matière organique (MO) particulaire. Dans ce but, le contenu organique des dépôts berriasiens des Bassins Vocontien et Ultrahelvétique (domaine téthysien) et du Bassin du Yorkshire (domaine boréal) est étudié ici. Le Bassin Vocontien (sud-est de la France) : Trois coupes de sédiments carbonatés profonds, d'âge Tithonique supérieur - Berriasien, dont le stratotype du Berriasien à Berrias, ont été étudiées. Malgré un faciès monotone, elles ont été choisies pour leur contenu faunistique (ammonites et calpionelles) permettant un découpage biostratigraphique précis. Si l'étude de la MO particulaire (palynofaciés) a démontré des résultats probants dans les sédiments sil ici clastiques, les connaissances actuelles sont, en revanche, très restreintes dans les carbonates. L'origine (marine ou continentale), les propriétés sédimentologiques (taille, tri, habitus) et le degré de biodégradation des constituants organiques ainsi que le contenu en microfossiles organiques (abondance, diversité, paléoécologie) permettent d'identifier des intervalles régressifs et des intervalles transgressifs. Combinée aux données sédimentologiques et biostratigraphiques, l'étude de la MO permet de définir huit séquences (au sens de la stratigraphie séquentielle) dans les dépôt berriasiens du sud-est de la France. Les surfaces de discontinuités sont caractérisées par les tendances suivantes du palynofaciès: limites de séquence - apparition de débris ligneux de grande taille, fréquemment dégradés, et diminution abrupte de la proportion de plancton (abondance et diversité des kystes de dinoflagellés), surfaces supérieures du bas niveau - brusque augmentation de plancton (abondance et diversité des kystes de dinoflagellés) et de débris ligneux aciculaires, surfaces d'inondation maximale - pic de plancton (abondance et diversité des kystes de dinoflagellés) et de débris ligneux aciculaires. En raison de divergences entre deux outils biostratigraphiques (kystes de dinoflagellés et calpionelles), un doute subsiste sur la corrélation des séquences du Berriasien supérieur. Le Bassin ultrarahelvétique (Suisse): La coupe de Villarbeney, constituée d'alternances marno-calcaires, datée du Berriasien moyen à supérieur a été étudiée. La concordance des arguments de terrain et des résultats de l'étude du palynofaciès (basée sur la même approche que dans le sud-est de la France) permet d'établir un découpage séquentiel, corrélable avec le Basin Vocontien. Cela confirme aussi les tendances dans la distribution de la MO observées dans le Bassin Vocontien. Le Bassin du Yorkshire (Angleterre): Une discontinuité majeure caractérise la limite Jurassique - Crétacé dans le Bassin du Yorkshire (discontinuité tardi-cimmérienne) et seule la partie supérieure du Berriasien affleure. Deux coupes ont été étudiées dans la Formation de la "Speeton Clay". Elles consistent en des argilites sombres, riches en MO. L'interprétation séquentielle proposée est dérivée des résultats d'analyses optiques (le palynofaciès) et physico-chimiques (la pyrolyse "Rock-Eval" qui permet de définir, entre autres, la quantité et le type de MO: du type l, dominé par du matériel algaire, au type III, riche en phytoclastes). La corrélation séquentielle avec le Bassin Vocontien est seulement suggérée, l'absence de contrôle biostratigraphique ne permettant pas de la confirmer. Cette étude démontre le potentiel de l'analyse de la MO, comme outil complémentaire aux méthodes de terrain et de laboratoires classiques, en stratigraphie séquentielle.

pas de résumé