Le domaine de cette thèse est la théorie des modèles, une branche de la logique mathématique.Ce travail porte sur l'étude d'une classe de théories, appelés théories NIP, qui inclut en particulier des corps ordonnés et corps valués. On y étudie plusieurs aspects. Tout d'abord, on définit une classe particulière de mesures sur ces structures, appelées "mesures génériquement stables". On montre qu'elles ont des propriétés analogues aux types dans une théorie stable, puis on donne des constructions pour en produire. On étudie aussi une forme faible de définissabilité des types. Enfin, on définit une notion de théories NIP "purement instable" et on montre comment on peut, dans le cas général, détecter des parties stables de types. / This thesis deals with model theory, a branch of mathematical logic.We study a particular class of theories called "NIP theories", which includes in particular some ordered fields and valued fields. We are interested in various aspects of those structures. First, we study a specific class of measures, which we call "generically stable measures". We show that they have properties analogous to those of types in a stable theory and we give some constructions to produce them. We also study a weak form of definability of types. Finally, we define a notion of a "purely unstable" NIP theory and show how, in general, we can detect the stable parts of types.

Notre travail ici concerne certaines pistes pour des constructions nouveaux groupes, et en particulier de contre-exemples à la conjecture de Cherlin-Zilber. On parvient à trouver une réponse pour la stabilité de groupes CSA existentiellement clos. On exhibe un mot de groupe en deux variables qui a la propriété d'indépendance par rapport à la classe de groupes hyperboliques sans torsion. On en déduit que l'équation correspondante donne la propriété d'indépendance des groupes CSA existentiellement clos, ce qui en particulier implique leur instabilité. En outre, on prouve que les équations, et en particulier les ensembles définissables sans quantificateurs, définissent des ensembles stables dans les boules bornées des produits libres de groupes, en utilisant la version finie du théorème de Ramsey. Enfin, on introduit certains groupes construits comme tours particulières de produits libres et d'extensions HNN.

Le domaine de cette thèse est la théorie des modèles, une branche de la logique mathématique.Ce travail porte sur l'étude d'une classe de théories, appelés théories NIP, qui inclut en particulier des corps ordonnés et corps valués. On y étudie plusieurs aspects. Tout d'abord, on définit une classe particulière de mesures sur ces structures, appelées "mesures génériquement stables". On montre qu'elles ont des propriétés analogues aux types dans une théorie stable, puis on donne des constructions pour en produire. On étudie aussi une forme faible de définissabilité des types. Enfin, on définit une notion de théories NIP "purement instable" et on montre comment on peut, dans le cas général, détecter des parties stables de types.

Cette thèse est une contribution à la théorie des modèles des corps valués. Les principaux résultats de ce texte sont des résultats d’éliminations des quantificateurs et des imaginaires. Le premier chapitre contient une étude des imaginaires dans les extensions finies de Qp. On y démontre que ces corps ainsi que leurs ultraproduits éliminent les imaginaires dans le langage géométrique. On en déduit un résultat de rationalité uniforme pour les fonctions zêta associées aux familles de relations d’équivalences définissables dans les extensions finies de Qp. La motivation première du deuxième chapitre est l’étude de W(F_p^alg) en tant que corps valué analytique de différence. Plus généralement, on démontre un théorème d’élimination des quantificateurs de corps dans le langage RV pour les corps valués analytiques -Henséliens de caractéristique nulle. On donne aussi une axiomatisation de la théorie de W(F_p^alg) ainsi qu’une preuve qu’elle est NIP. Dans le troisième chapitre, on prouve la densité des types définissables dans certains enrichissements d’ACVF. On en déduit un critère pour l’élimination des imaginaires et la propriété d’extension invariante. Ce chapitre contient aussi des résultats abstraits sur les ensembles extérieurement définissables dans les théories NIP. Dans le dernier chapitre, les résultats du chapitre précédent sont appliqués à VDF, la modèle complétion des corps valués munis d’une dérivation qui préserve la valuation, pour obtenir l’élimination des imaginaires dans le langage géométrique ainsi que la densité des types définissables et la propriété d’extension invariante. Ce chapitre contient aussi des considérations sur les fonctions définissables, les types et les groupes définissables dans VDF. / This thesis is about the model theory of valued fields. The main results in this text are eliminationsof quantifiers and imaginaries. The first chapter is concerned with imaginaries in finite extensions of Qp. I show that these fields and their ultraproducts eliminate imaginaries in the geometric language. As a corollary, I obtain the uniform rationality of zeta functions associated to families of equivalence relations that aredefinable in finite extensions of Qp.The motivation for the second chapter is to study W(F_p^alg) as an analytic difference valued field. More generally, I show a field quantifier elimination theorem in the RV-language for -Henselian characteristic zero valued fields with an analytic structure. I also axiomatise the theory of W(F_p^alg) and I show that this theory is NIP.In the third chapter, I prove the density of definable types in certain enrichments of ACVF. From this result, I deduce a criterion for the elimination of imaginaries and the invariant property. This chapter also contains abstract results on externally definable sets in NIP theories. In the last chapter, the previous chapter is applied to VDF, the model completion of valued fields with a valuation preserving derivation, to obtain the elimination of imaginaries in the geometric language, as well as the density of definable types and the invariant extension property. This chapter also contains considerations about definable functions, types and definable groupes in VDF.

Notre travail ici concerne certaines pistes pour des constructions nouveaux groupes, et en particulier de contre-exemples à la conjecture de Cherlin-Zilber. On parvient à trouver une réponse pour la stabilité de groupes CSA existentiellement clos. On exhibe un mot de groupe en deux variables qui a la propriété d’indépendance par rapport à la classe de groupes hyperboliques sans torsion. On en déduit que l’équation correspondante donne la propriété d’indépendance des groupes CSA existentiellement clos, ce qui en particulier implique leur instabilité. En outre, on prouve que les équations, et en particulier les ensembles définissables sans quantificateurs, définissent des ensembles stables dans les boules bornées des produits libres de groupes, en utilisant la version finie du théorème de Ramsey. Enfin, on introduit certains groupes construits comme tours particulières de produits libres et d’extensions HNN. / Our work here relates to certain routes for the construction of new groups, and in particular, of counter-examples to the Cherlin-Zilber conjecture. We managed to find an answer for the stability of existentially closed CSA- groups. We build a group word in two variables that has the independence property relatively to the class of torsion-free hyperbolic groups. We deduced that the corresponding equation gives the independence property of existentially closed CSA groups which in turn implies their instability. Moreover, we demonstrate that group words, and in particular quantifierfree definable sets, define stable sets in bounded balls of free products of groups using a finite version of Ramsey’s theorem. Finally, we introduce certain groups constructed as special towers of free products and HNN-extensions.

Dans cette thèse, nous traitons la théorie des modèles de corps algébriquement clos étendu par prédicats pour désigner soit des éléments de hauteur bornée, soit des sous-groupes multiplicatifs satisfaisant une condition diophantienne. Les questions que nous considérons appartiennent au domaine de la théorie de la stabilité. Tout d'abord, nous examinons un corps algébriquement clos avec un sous-groupe multiplicatif distingué qui satisfait la propriété Mann. Ainsi, nous caractérisons l'indépendance qui nous permet de caractériser les groupes définissables et les groupes interprétables dans la paire. Ensuite, nous étudions les corps algébriquement clos étendu par un sous-corps propre algébriquement clos et un sous- groupe multiplicatif. Nous caractérisons les groupes définissables et interprétables dans cette triple. Nous considérons aussi l'ensemble des nombres algébriques avec des éléments de petite hauteur et nous montrons que cette théorie n'est pas simple et a la propriété d'indépendance. Puis, nous nous rapportons à la simplicité d'une certaine paire avec la conjecture de Lehmer. Enfin, nous appliquons l'analyse non standard pour prouver l'existence de certaines bornes de hauteur de la complexité des coefficients de certains polynômes. Cela nous permet de caractériser l'appartenance idéale d'un polynôme donné. De plus, nous obtenons une borne pour la fonction de la hauteur logarithmique, ce qui nous permet de tester la primalité d'un idéal / In this thesis, we deal with the model theory of algebraically closed fields expanded by predicates to denote either elements of small height or multiplicative subgroups satisfying a Diophantine condition. The questions we consider belong to the area of stability theory. First, we investigate an algebraically closed field with a distinguished multiplicative subgroup satisfying the Mann property. We characterize the independence which enables us to characterize definable and interpretable groups in the pair. Then we study the model theory of algebraically closed fields expanded by a proper algebraically closed subfield and a multiplicative subgroup. We characterize definable and interpretable groups in this triple. We also consider the set of algebraic numbers with elements of small height and we show that this theory is not simple and has the independence property. We then relate the simplicity of a certain pair with Lehmer’s conjecture. Finally, we apply nonstandard analysis to prove the existence of certain height bounds on the complexity of the coefficients of some polynomials. This allows us to characterize the ideal membership of a given polynomial. Moreover, we obtain a bound for the logarithmic height function, which enables us to test the primality of an ideal

Le cadre général de cette thèse est celui de la propriété d'indépendance en théorie des modèles. Les théories sans cette propriété sont appelées NIP ou dépendantes. L'objectif principal est de trouver de nouveaux exemples de théories appartenant à cette classe. Nous montrons d'abord un résultat isolé qui répond une question de Pillay : dans un groupe NIP possédant une partie infinie de classe de nilpotence finie, on y trouve un sous-groupe définissable de même classe de nilpotence et contenant cette partie infinie. Le reste de la thèse est motivé par deux cadres extrêmement proches : les groupes abéliens munis d'une chaîne de sous-groupes uniformément définissables, et les groupes abéliens valués. Dans le premier cas nous identifions une certaine théorie et nous étudions plusieurs extensions de cette théorie. Nous prouvons une élimination des quantificateurs dans chacune des ses extensions, grâce à laquelle la NIP en découle facilement. Le dernier résultat est le plus substantiel. Nous montrons qu'une théorie naturelle de chaîne colorée munie quasi-automorphismes n'a pas la propriété d'indépendance. Nous appliquons ensuite ce résultat à une certaine théorie de groupes valués, étudiée par Simonetta dans le contexte des groupes C-minimaux, pour en conclure qu'elle est NIP. Nous montrons aussi d'une façon assez directe (en utilisant des résultats de Rubin et Poizat) qu'une chaîne colorée munie d'automorphismes est NIP.

Le cadre général de cette thèse est celui de la propriété d’indépendance en théorie des modèles. Les théories sans cette propriété sont appelées NIP ou dépendantes. L’objectif principal est de trouver de nouveaux exemples de théories appartenant à cette classe. Nous montrons d’abord un résultat isolé qui répond une question de Pillay : dans un groupe NIP possédant une partie infinie de classe de nilpotence finie, on y trouve un sous-groupe définissable de même classe de nilpotence et contenant cette partie infinie. Le reste de la thèse est motivé par deux cadres extrêmement proches : les groupes abéliens munis d’une chaîne de sous-groupes uniformément définissables, et les groupes abéliens valués. Dans le premier cas nous identifions une certaine théorie et nous étudions plusieurs extensions de cette théorie. Nous prouvons une élimination des quantificateurs dans chacune des ses extensions, grâce à laquelle la NIP en découle facilement. Le dernier résultat est le plus substantiel. Nous montrons qu’une théorie naturelle de chaîne colorée munie quasi-automorphismes n’a pas la propriété d’indépendance. Nous appliquons ensuite ce résultat à une certaine théorie de groupes valués, étudiée par Simonetta dans le contexte des groupes C-minimaux, pour en conclure qu’elle est NIP. Nous montrons aussi d’une façon assez directe (en utilisant des résultats de Rubin et Poizat) qu’une chaîne colorée munie d’automorphismes est NIP. / This PhD thesis is in the general area of the independence property in model theory.Theories without this property are called NIP or dependent. The main objective of this thesis is to find new examples belonging to this class. Firstly, we prove an isolated result that answers a question stated by Pillay : if a NIP group contains an infinite set of finite nilpotency class, then there exists a definable subgroup of the same nilpotency class containing this set. The rest of this thesis is motivated by two extremely closed related contexts : abelian groups equipped with an uniformly definable chain of subgroups, and valued groups. In the first case we identify a theory and study several extensions of it. We prove quantifier elimination in each of these extensions, and use it to easily conclude that they are NIP. The last result is the most significant one. We prove that a natural theory of linear orderings equipped with quasi-automorphisms doesn’t have the independence property. Then we apply this result to a particular theory of valued abelian groups, which has been studied by Simonetta in the context of C-minimal groups, to conclude that it is NIP. We also prove in a rather straightforward way (using results by Rubin and Poizat) that a linear ordering equipped with automorphisms is NIP

Cette thèse est consacrée à l'étude d'un point de vue modèle théorique de corps valués algébriquement clos enrichis d'un prédicat qui représente soit un sous-groupe multiplicatif soit un sous-corps. Nous donnons un résultat d'élimination partielle des quantificateurs pour les structures du type (M , G), où M est un corps valué algébriquement clos et où G un sous-groupe multiplicatif sur lequel la valuation est injective... / This thesis is dedicated to the model theoretic study of algebraically closed valued fields equipped with a additional unary predicate for either a multiplicative subgroup or a subfield.We give a result of relative quantifier elimination for structures of the kind (M , G), where M is an algebraically closed valued field and G is a multiplicative subgroup on wich the valuation is injective...

Deux groupes sont dits élémentairement équivalents s'ils satisfont les mêmes énoncés du premier ordre dans le langage des groupes. Aux environs de l'année 1945, Tarski posa la question suivante, connue désormais comme le problème de Tarski : les groupes libres non abéliens sont-ils élémentairement équivalents ? Une réponse positive à cette fameuse question fut apportée plus d'un demi-siècle plus tard par Sela, et en parallèle par Kharlampovich et Myasnikov, comme le point d'orgue de deux volumineuses séries de travaux. Dans la foulée, Sela généralisa aux groupes hyperboliques sans torsion, dont les groupes libres sont des représentants emblématiques, les méthodes de nature géométrique qu'il avait précédemment introduites à l'occasion de son travail sur le problème de Tarski. Les résultats rassemblés ici s'inscrivent dans cette lignée, en s'en démarquant toutefois dans la mesure où ils traitent des théories du premier ordre des groupes hyperboliques en présence de torsion. Dans un premier chapitre, on démontre, entre autres, que tout groupe de type fini qui est élémentairement équivalent à un groupe hyperbolique est lui-même hyperbolique. On démontre ensuite que les groupes virtuellement libres sont presque homogènes, ce qui signifie que deux éléments qui sont indiscernables du point de vue de la logique du premier ordre sont dans la même orbite sous l'action du groupes des automorphismes du groupe ambiant, à une indétermination finie près. Enfin, on donne une classification complète des groupes virtuellement libres de type fini du point de l'équivalence élémentaire à deux quantificateurs. / Two groups are said to be elementarily equivalent if they satisfy the same first-order sentences in the language of groups, that is the same mathematical statements whose variables are only interpreted as elements of a group. Around 1945, Tarski asked the following question : are non-abelian free groups elementarily equivalent? An affirmative answer to this famous Tarski's problem was given in 2006 by Sela and independently by Kharlampovich and Myasnikov, as the culmination of two voluminous series of papers. Then, Sela gave a classification of all finitely generated groups that are elementarily equivalent to a given torsion-free hyperbolic group. The results contained in the present thesis fall into this context and deal with first-order theories of hyperbolic groups with torsion. In the first chapter, we prove that any finitely generated group that is elementarily equivalent to a hyperbolic group is itself a hyperbolic group. Then, we prove that virtually free groups are almost homogeneous, meaning that elements are almost determined up to automorphism by their type, i.e. the first-order formulas they satisfy. In the last chapter, we give a complete classification of finitely generated virtually free groups up to elementary equivalence with two quantifiers.