Une famille d'astéroïdes véritable (génétique) est un ensemble de fragments issus de la fragmentation d'un corps parent, et qui ont des orbites similaires autour du soleil. La famille de Eos est un regroupement dynamique de plus de 450 astéroïdes à environ 3 UA du soleil. J'ai observé et fait l'analyse spectroscopique minutieuse de 45 astéroïdes de la famille de Eos. J'ai ainsi trouvé des caractéristiques communes et uniques, propres à la famille de Eos, me permettant d'établir un lien génétique unissant tous les membres. Cela m'a permis aussi d'identifier deux intrus c'est à dire des astéroïdes étrangers à la famille. Grâce à l'analyse des paramètres spectroscopiques, j'en ai déduit que le corps parent de Eos était partiellement différentié et que les processus de l'altération de l'espace avaient joué un rôle, quoique mineur dans la diversité spectrale des membres de la famille de Eos. J'ai simulé une famille synthétique de fragments grâce à un modèle semi empirique de collision catastrophique. J'ai ainsi obtenu un modèle synthétique de la famille de Koronis, famille au sein de laquelle la sonde Galileo a découvert l'unique preuve directe d'un système binaire. Dans ce contexte, j'ai développé un code pour suivre, aussitôt après l'impact, l'évolution dynamique des fragments, en tenant compte de leurs interactions, collisions et réaccumulation. J'ai trouvé que la formation de systèmes binaires formés de couples de fragments de masse comparable, à la suite d'une collision catastrophique est possible (environ un pour cent des fragments). Enfin, j'ai étudié des astéroïdes candidats à des missions spatiales. J'ai analysé les spectres de 253 Mathilde (mission NEAR), des spectres infrarouges du satellite ISO et des spectres des astéroïdes candidats à la mission ROSETTA. Sur ces derniers, j'en ai conclu que le choix idéal de la sélection finale devrait inclure 140 Siwa qui de par sa taille et son type spectral (C) constitue un objet plus primitif.

L’étude en laboratoire de matériaux extraterrestres provenant d’objets ayant peu ou pas évolué depuis leur formation il y a environ 4.6 milliards d’années, peut améliorer notre connaissance sur les débuts de notre système planétaire. Par ailleurs, la simulation en laboratoire de certains processus que ces matériaux sont susceptibles de subir au cours de leur histoire apporte également de précieuses informations pour l’interprétation des données issues des observations astronomiques ainsi que pour la compréhension de l’évolution des solides du Milieu Interstellaire jusqu’à leur incorporation dans des objets planétaires, objets incluant aussi toutes sortes de débris tels que les astéroÏdes, les comètes et toutes sortes de poussières accessibles à la collecte et/ou à l’observation.Au cours de cette thèse, l’analyse des matériaux organiques ainsi que des matériaux silicatés, jusqu’alors peu étudiés conjointement, dans les poussières stratosphériques d’origine cosmique, révèle une corrélation entre la minéralogie des grains et la longueur des chaînes carbonées. Ce lien ne semble pas le fruit de processus à la surface des corps parents des grains mais semble plutôt tracer des processus pré-accrétionnels. La conservation de composants peu altérés sur les corps parents dans les matériaux extraterrestres est encore une fois confirmée par la découverte, au cours de cette thèse, d’inclusions dans la météorite carbonée « Paris » dont les spectres infrarouges sont très similaires à ceux des composés carbonés observés dans le Milieu Interstellaire. L’étude de grains cométaires issus de la mission spatiale Stardust a montré, contrairement à l’idée que les comètes soient composées uniquement de matériaux primitifs puisque conservés dans un réservoir froid, que celles-ci contiennent aussi un certain nombre de matériaux formés à haute température, confirmant alors de précédentes analyses d’échantillons de Stardust et impliquant des échanges de matériaux à grande échelle radiale dans le jeune Système solaire.La deuxième partie de ce travail, consacrée à l’étude d’analogues de matière extraterrestre, porte sur le rôle qu’ont pu jouer les matériaux à partir desquels les planètes telluriques se sont formées dans l’apport de l’eau sur la Terre dans le cadre du scénario dit de « wet accretion ». Les expériences effectuées au cours de cette thèse visant à simuler les interactions entre silicates et vapeur d’eau ont montré que ces matériaux permettent de stocker d’importantes quantités d’eau à leur surface par adsorption des molécules de la phase gazeuse. / Laboratory analyses performed on extraterrestrial materials originating from primitive bodies of our Solar System, that are bodies known to have suffered low alteration since their formation 4.6 billion years ago, can improve our knowledge on processes that have occurred in the early phase of our planetary system. Furthermore, laboratory simulations of some processes that these materials are likely to suffer during their life cycle also bring precious indications for interpreting observational data as well as for understanding the evolution of solids from the Interstellar Medium to their incorporation into planetary bodies, these latter including asteroids, comets and all kinds of dust that may be observed and/or collected back to Earth.During this thesis, the analysis of silicate as well as organic materials, which have not been much studied jointly so far, in stratospheric particles of cosmic origin, reveals a correlation between the mineralogy of the grains and the lengths of the chains of their carbonaceous component. This link does not seem to be due to parent body processing but rather to trace pre-accretionnal processes. The preservation of pristine components in extraterrestrial materials slightly altered on their parent bodies is again confirmed by the discovery in this work, of inclusions in the “Paris” carbonaceous chondrite whose infrared spectra are similar to the interstellar carbonaceous species. The study of cometary grains from the Stardust space mission showed, unlike the common idea that comets should be composed only of primitive materials since they reside in a cold reservoir, that comets do also contain a number of materials formed at high temperature, thus confirming results from previous studies of Stardust samples and implying large-scale radial mixing of materials in the young Solar system disk.The second part of my work, dedicated to experiments on primitive extraterrestrial amorphous silicates analogs, is aimed to study the role that materials from which Earth has accreted could have played in its water budget in the frame of the “wet accretion” scenario. The experiments performed along this thesis simulating interactions between silicates and water vapor, showed that silicates allow the storage of large quantities of water by adsorption onto their surface of molecules directly from the gas phase.

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%.

Les petits corps sont des clés pour comprendre notre système solaire. L'étude de cette population nous donne en effet accès aux informations sur l'état et sur la structure du système solaire primordial et du système solaire actuel, ainsi que sur son évolution et sur les processus de formation des planètes. Connaître la composition de surface des petits corps nous fournit des ingrédients et des proportions pour cette recette cosmique. Cette thèse, qui inclut l'étude des petits corps du système solaire interne et externe, est dédiée à la compréhension de la tendance compositionnelle des corps à travers le système solaire en utilisant des mesures photométriques et spectroscopiques. Je présente une classification (taxonomie) dans les longueurs d'ondes du visible et du proche infrarouge (de 0.4 à 2.4 µm), basée sur les données spectrales de 371 astéroïdes. Cette taxonomie comprend 24 classes qui chacune caractérise au mieux les variations spectrales observées parmi les petits corps du système solaire interne. De part la création de cette taxonomie, nous apprenons qu'en analysant les données dans les longueurs d'ondes du visible uniquement, il reste des incertitudes sur la forme de la bande d'absorption à 1 micron. Bien que la gamme de longueur d'onde du proche infrarouge soit excellente pour interpréter les données incluant les bandes diagnostiques à 1 et 2 microns, les complexes C et X des spectres sans fortes bandes paraissent plutôt dégénérés dans ce régime. J'analyse les couleurs photométriques des 23 objets trans-neptuniens (OTN) et Centaures, parmi lesquels neuf n'avaient jamais été observés précédemment, et je leur assigne une classe taxonomique. Je discute des objets qui ont soit changé de classe depuis les données préalables soit changé considérablement de magnitude absolue. De plus, j'interprète la composition de surfaces de trois petits corps du système solaire externe, l'objet couplé avec Jupiter (52872) Okyrhoe et les OTNs (90482) Orcus et (73480) 2002 PN34 en modélisant des mesures spectroscopiques dans les gammes du visible et du proche infrarouge. Les spectres révèlent des variations de quantité de glace d'eau à la surface de ces corps. Pour Orcus j'apporte des contraintes approximatives sur la présence de matériaux plus volatiles que la glace d'eau. Ensuite, je présente une recherche de l'éthane solide, C2H6, sur les surfaces de Pluton et de Triton. Celle-ci est basée sur les observations spectrales dans les longueurs d'ondes du proche infrarouge. Je modélise chaque surface en utilisant un modèle de transfert radiatif fondé sur la théorie de Hapke (Hapke, 1993) de trois manières : sans éthane, avec de l'éthane pur, et avec de l'éthane dilué dans de l'azote. La présence de moins de quelques pourcents d'éthane sur chaque corps ne permet pas d'exclure ce composant de Triton et Pluton, cependant il n'y a pas non plus de forte détection. Finalement, je reconsidère la connaissance actuelle de la distribution compositionnelle des matériaux de notre système solaire en fournissant une vue globale des petits corps. Je me concentre particulièrement sur la présence de l'eau dans toutes ses phases qui est pertinente surtout pour notre propre planète, la Terre, et la vie. Je compare brièvement la structure générale de notre système solaire aux autres disques d'accrétion, afin de mettre en perspective la vue détaillée mais cependant étroite de notre système solaire avec celle, plus large mais à basse résolution, des autres systèmes planétaires.

L'étude en laboratoire de matériaux extraterrestres provenant d'objets ayant peu ou pas évolué depuis leur formation il y a environ 4.6 milliards d'années, peut améliorer notre connaissance sur les débuts de notre système planétaire. Par ailleurs, la simulation en laboratoire de certains processus que ces matériaux sont susceptibles de subir au cours de leur histoire apporte également de précieuses informations pour l'interprétation des données issues des observations astronomiques ainsi que pour la compréhension de l'évolution des solides du Milieu Interstellaire jusqu'à leur incorporation dans des objets planétaires, objets incluant aussi toutes sortes de débris tels que les astéroÏdes, les comètes et toutes sortes de poussières accessibles à la collecte et/ou à l'observation.Au cours de cette thèse, l'analyse des matériaux organiques ainsi que des matériaux silicatés, jusqu'alors peu étudiés conjointement, dans les poussières stratosphériques d'origine cosmique, révèle une corrélation entre la minéralogie des grains et la longueur des chaînes carbonées. Ce lien ne semble pas le fruit de processus à la surface des corps parents des grains mais semble plutôt tracer des processus pré-accrétionnels. La conservation de composants peu altérés sur les corps parents dans les matériaux extraterrestres est encore une fois confirmée par la découverte, au cours de cette thèse, d'inclusions dans la météorite carbonée " Paris " dont les spectres infrarouges sont très similaires à ceux des composés carbonés observés dans le Milieu Interstellaire. L'étude de grains cométaires issus de la mission spatiale Stardust a montré, contrairement à l'idée que les comètes soient composées uniquement de matériaux primitifs puisque conservés dans un réservoir froid, que celles-ci contiennent aussi un certain nombre de matériaux formés à haute température, confirmant alors de précédentes analyses d'échantillons de Stardust et impliquant des échanges de matériaux à grande échelle radiale dans le jeune Système solaire.La deuxième partie de ce travail, consacrée à l'étude d'analogues de matière extraterrestre, porte sur le rôle qu'ont pu jouer les matériaux à partir desquels les planètes telluriques se sont formées dans l'apport de l'eau sur la Terre dans le cadre du scénario dit de " wet accretion ". Les expériences effectuées au cours de cette thèse visant à simuler les interactions entre silicates et vapeur d'eau ont montré que ces matériaux permettent de stocker d'importantes quantités d'eau à leur surface par adsorption des molécules de la phase gazeuse.