Lors de cette thèse, je me suis servis du modèle de la Galaxie de Besançon (BGM), modèle développé dans ce laboratoire depuis plusieurs années.Ce modèle, fortement utilisé par la communauté internationale (papier de référence Robin, Reylé et al, 2003, cité plus de 1250 fois), a été choisi comme modèle de référence dans la préparation de la mission spatiale de l’ESA Gaia.Ce modèle est un outil puissant pour étudier notre Galaxie car il permet de simuler statistiquement son contenu en étoiles. Ce contenu dépendant d'hypothèses émies sur la forme et l'histoire de la Voie Lactée.Ici, je me concentre sur une population de la Voie Lactée particulière, le disque épais (un ensemble d'étoiles vieilles qui représente environ 30% des étoiles de notre Voie Lactée).A l'aide du BGM, il est possible d’essayer de mieux comprendre sa forme et son histoire. La méthode utilisée pendant cette thèse est la comparaison d'observations avec les simulations du BGM et d'un ajustement des propriétés du disque épais à l'aide d’une méthode basée sur le principe des chaînes de Markov - Monte Carlo (MCMC). / During my Phd thesis, I have used the Besançon Galaxy's Model (BGM) developed in my laboratory for many years.This model is widely use by astrophysicist around the world (the reference article is Robin, Reylé et al, 2003 and is cited more than 1250 times) and have been chose to be the reference model to prepare ESA's space mission Gaia.The BGM allow us to study our Galaxy by simulating statistically her stellar content. This stellar content is depending of hypothesis for the shape and history of the Milky Way.Here, I focus on the Milky Way's thick disc (old stars representing about 30 % of the total stellar content of the Milky Way).Thanks to the BGM, we can try to understand the shape and history of the thick disc. During this thesis, I've compared observation and simulations made by the BGM and adjusted the thick disc properties by using a Markov chain of Monte Carlo (MCMC).

L'étude de la composition chimique et de la cinématique des étoiles de la Voie Lactée est essentielle afin de comprendre comment les grandes structures de notre Galaxie se sont formées. Les étoiles de faible masse gardent en mémoire dans leur atmosphère la composition chimique du milieu interstellaire dans lequel elles sont nées, et leur cinématique est essentielle afin de caractériser les différentes populations stellaires. Dans cette thèse, nous étudions le disque galactique, composante majeure de notre Galaxie. Dans le cadre de la mission spatiale Gaia, nous avons développé une procédure automatique de mesure d'abondances chimiques, GAUGUIN, utilisée dans le cadre du Gaia-ESO Survey GES (abondances chimiques d'éléments alpha et du pic du fer pour 10000 étoiles) et du projet AMBRE (abondances de lithium pour 7300 étoiles). GAUGUIN va être intégré au pipeline d'analyse des spectres RVS de Gaia. Nous avons étudié l'évolution des dispersions des vitesses dans le disque galactique en fonction du [Mg/Fe], utilisé comme proxy de l'âge. A partir de 6800 étoiles de GES, nous avons détecté la présence d'étoiles du disque épais cinématiquement froides mais avec des valeurs élevées du rapport [Mg/Fe], donc possiblement âgées. Dans le contexte d'un milieu turbulent, nous discutons la présence de ces étoiles dans le cadre des différents modèles de formation du disque galactique. Nous avons également montré que l'abondance du lithium dans le disque montre une croissance avec la métallicité sur le domaine -1<[M/H]<+0 dex et décroît pour les métallicités super-solaires. Enfin, le disque mince et le disque épais seraient caractérisés par des évolutions chimiques différentes en abondance de lithium. / Studying both the chemical composition and kinematics of Milky Way stars is essential to understand how big structures of our Galaxy are formed. Indeed, low-mass stars retain in their photosphere the chemical composition of the interstellar medium is which they were born. Additionally, the kinematics are essential to characterize stellar populations. In this thesis, we focus on the galactic disc, a major component of the Milky Way. In the context of the Gaia mission, we have developed an automatic procedure GAUGUIN, devoted to deriving chemical abundances. We first applied our method to the Gaia-ESO Survey (GES) data to derive alpha and iron-peak chemical abundances for 10000 stars. We then derived lithium abundances for 7300 stars from the AMBRE project. GAUGUIN is well adapted to massive spectroscopic surveys, both in terms of computation time and accuracy. GAUGUIN will be soon integrated into the RVS DPAC analysis pipeline of the Gaia mission. We studied the velocity dispersions in the galactic disc as a function of the [Mg/Fe] ratio, used as an age proxy. Thanks to 6800 GES stars, we detected thick disc stars with cool kinematics and high [Mg/Fe] ratio, so presumably old. In the generally turbulent context of the primitive galactic disc, this thesis places these results in the framework of the different disc formation and evolution scenarios. We also showed that the lithium abundance in the galactic disc increases as a function of the metallicity in the domain -1<[M/H]+0 dex and decreases at super-solar metallicities. Finally, the thin and the thick discs could be characterized by different lithium abundance evolutions.