Cette thèse est une étude des surfaces de type général dont le fibré cotangent est engendré par ses sections globales et dont l'irrégularité q est supérieure ou égale à 4.<br />L'objet et le moyen de cette étude est l'application cotangente qui est un morphisme du projectivisé du fibré cotangent dans l'espace projectif de dimension q-1. Nous étudions le degré de ce morphisme et le degré de son image.<br />Le fibré cotangent est ample si et seulement s'il n'existe pas de fibre de l'application cotangente de dimension strictement positive.<br />Si le fibré cotangent n'est pas ample, alors il existe une courbe C contenue dans la surface et il existe une section de C dans le projectivisé du fibré cotangent qui est contractée en un point par l'application cotangente. Une telle courbe C est qualifiée de courbe non-ample.<br />Nous donnons une classification des courbes non-amples de la surface suivant leur auto-intersection. Nous donnons ensuite une classification des surfaces possédant une infinité de courbes non-amples.<br />Un exemple pour lequel l'application cotangente intervient naturellement est celui des surfaces de Fano. Nous étudions le diviseur de ramification de leur application cotangente ainsi que leurs courbes non-amples.<br />Cette étude mène à la surface de Fano de la cubique de Fermat qui possède 30 courbes non-amples et dont nous détaillons les propriétés.

Soient k un corps algébriquement clos de caractéristique p > 0 et C/k une courbe projective, lisse, intègre de genre g > 1 munie d'un p-groupe d'automorphismes G tel que |G| > 2p/(p-1)g. Le couple (C,G) est appelé grosse action. Si (C,G) est une grosse action, alors |G| <=4p/(p-1)^2g^2 (*). Dans cette thèse, nous étudions les répercussions arithmétiques des propriétés géométriques de grosses actions. Nous étudions d'abord l'arithmétique de l'extension de monodromie sauvage maximale de courbes sur un corps local K d'inégale caractéristique p à corps résiduel algébriquement clos, de genre arbitrairement grand ayant pour potentielle bonne réduction une grosse action satisfaisant le cas d'égalité de (*). On étudie en particulier les conducteurs de Swan attachés à ces courbes. Nous donnons ensuite les premiers exemples, à notre connaissance, de grosses actions (C,G) telles que le groupe dérivé D(G) soit non abélien. Ces courbes sont obtenues comme revêtements de S-corps de classes de rayons de P1(Fq) pour S non vide un sous-ensemble fini de P1(Fq). Enfin, on donne une méthode de calcul des S-corps de classes de Hilbert de revêtements abéliens de la droite projective d'exposant p et supersinguliers que l'on illustre pour des courbes de Deligne-Lusztig.

P. F. Pickel et J. Roitberg, dans un article qui date de 2000, construisent une paire À'I, N-2 de groupes nilpotents de classe 4 sans torsion de type fini tels que, pour chaque nombre premier p, leurs p-localisations (Ni),p et {N'2)p sont isomorphes, mais pourtant leurs groupes d'automorphismes Aut N} et Aut N2 ne sont pas isomorphes. Notre but premier est donc le suivant : prouver un résultat similaire, mais cette fois-ci avec des groupes dont la classe de nilpotence est 2. Les groupes Y(QK, q) que nous exhibons sont sous-groupes du groupe des ma,trices 3x 3 unitriangulaircs supérieures f/T(3, OK), OÙ OK est l'anneau des entiers d'un corps de nombres K de degré 2 sur Q et q est un idéal de OK qui satisfait certaines conditions. Malheuresement, nous n'atteignons pa,s notre but premier, mais nous formulons tout de même une condition suffisante intéressante.

Une structure dénombrable du premier ordre est dite homogène si tout isomorphisme entre deux sous-Structures finiment engendrées s’étend en un automorphisme de la structure globale.C’est équivalent à une propriété d’amalgamation des sous-Structures finiment engendrées, et les structures homogènes dénombrables sont aussi appelées limites de Fraïssé, en lien avec les travaux de Roland Fraïssé sur l’ordre des rationnels. Cette thèse concerne les groupes d’automorphismesdes structures homogènes, avec la question centrale suivante: est-Ce que le groupe automorphismes d’une structure homogène est universel pour la classe des groupes d’automorphismes de ces sous-Structures ? Nous répondons positivement à cette question pour les structures homogènesdans un langage relationnel et avec la propriété d’amalgamation libre, à l’aide d’une construction par tour assez similaire à une construction de Katetov et Uspenskij dans le cas de l’espace d’Urysohn. Avec des techniques similaires, nous obtenons toute sous-Structure dénombrable comme points fixes d’un automorphisme d’ordre fini pré-Déterminé. Cela nous permet par ailleurs d’étudier la complexité de la relation d’isomorphisme entre sous-Structures dénombrables, et de montrer qu’elle se réduit boreliennement à la relation de conjugaison dans le groupe d’automorphismes. Nous continuons avec les éléments d’ordre fini, en supposant de plus que les sous-Structures finies satisfont une version forte de la propriété d’extension de Hrushovski-Lascar-Herwig, et des arguments topologiques nous permettent alors de montrer que dans le groupe d’automorphismes tout élément est produit de quatre conjugués de certains éléments d’ordre fini. Nous montrons aussi des résultats similaires pour le groupe d’isométries de l’espace d’Urysohn,ou sa version bornée, la sphère d’Urysohn, en utilisant le fait que ces derniers sont très bien approximés par des espaces métriques rationnels. Enfin, revenant à la question de l’universalité du groupe automorphismes de la limite de Fraïssé, nous considérons la question plus fine de savoirsi toute sous-Structure dénombrable s’injecte de manière rigide, c’est-À-Dire de sorte chacun de ces automorphismes s’étende en un unique automorphisme de la limite de Fraïssé. D’abord, nous introduisons une construction de telle injections rigides dans le cas des graphes homogènes. Ensuite, nous modifions cette construction dans diverses classes de graphes orientés et de structures relationnelles homogènes, pour enfin la faire fonctionner dans un contexte très general de structures dans un langage relationnel fini et avec la propriété d’amalgamation libre. / A countable first-Order structure is called homogneous when each isomorphism between twofinitely generated substructures extends to an automorphism of the whole structure. This is equivalentto an amalgamation property of finitely generated substructures, and countable homogeneousstructures are also called Fraïssé limits, in connection to the work of Roland Fraïssé on theorder of rational numbers. The present thesis concerns automorphism groups of homogeneousstructures, with the following central question: is it the case that the automorphism group of a homogeneousstructure is universal for the class of automorphism groups of its substructures? Weanswer positively this question for homogeneous structures in a relational langage and with thefree amalgamation property, by using a construction rather similar to a construction of Katetov andUspenskij in the case of the Urysohn space.With similar techniques, we obtain any countable substructureas the set of fixed points of an automorphism of a given finite order. Besides, this allowsus to study the complexity of the isomorphism relation between countable substructures, and toshow that it Borel reduces to the conjugacy relation in the automorphism group. We continue withelements of finite order, assuming further that finite substructures satisfy a strong version of theHrushovski-Lascar-Herwig extension property, and topological arguments then allow us to showthat in the automorphism group any element is the product of four conjugates of certain elementsof finite order. We also show similar results for the isometry group of the Urysohn space, or itsbounded version, the Urysohn sphere, by using the fact that they are well approximated by rationalmetric spaces. Finally, concerning the question of the universality of the automorphism groupof a Fraïssé limit, we consider the finer question to know whether any countable substructure embedsin a rigid way, that is, in such a way that each of its automorphisms extends in a uniqueautomorphism of the Fraïssé limit. First, we introduce a construction of such rigid embeddings inthe case of homogeneous graphs. Then, we modify this construction in various classes of orientedgraphs and of homogeneous relational structures, ultimately to make it work in a very generalcontext of structures in a finite relational langage and with the free amalgamation property.

Dans cette thèse, nous étudions une classe d'hypersurfaces de $\mathbb{C}^3$, dites \emph{hypersurfaces de Danielewski}. Ce sont les hypersurfaces $X_{Q,n}$ définies par une équation de la forme $x^ny=Q(x,z)$ avec $n\in\mathbb{N}_{\geq1}$ et $\deg_z(Q(x,z))\geq2$. Nous établissons leurs classifications complètes à isomorphisme près, et à équivalence via un automorphisme de $\mathbb{C}^3$ près. Pour cela, nous introduisons le concept de forme standard et montrons que toute hypersurface de Danielewski est isomorphe, par un procédé algorithmique, à une hypersurface sous forme standard. Cette terminologie est justifiée par le fait que tout isomorphisme entre deux formes standards s'étend en un automorphisme de l'espace ambiant (ce qui n'est pas<br>vrai pour des hypersurfaces de Danielewski quelconques).<br>Nous étudions aussi les problèmes de l'équivalence stable et de l'équivalence analytique. Nous construisons notamment des exemples de polynômes $P,Q\in\mathbb{C}[x,y,z]$ pour lesquels il n'existe aucun automorphisme algébrique de $\mathbb{C}[x,y,z]$ qui envoie $P$ sur $Q$, bien que ces polynômes soient équivalents via un automorphisme de $\mathbb{C}[x,y,z,w]$.<br>La plupart de ces résultats reposent sur la description précise, grâce aux techniques développées par Makar-Limanov, des dérivations localement nilpotentes sur les algèbres des fonctions régulières des hypersurfaces $X_{Q,n}$.

Dans cette thèse, nous étudions la structure d'algèbre de Lie du premier groupe H1(A,A) de la cohomologie de Hochschild pour une k-algèbre A. Cela nous permet<br />aussi d'examiner la composante de l'identité du groupe algébrique des automorphismes extérieurs de A en caractéristique zéro.<br /> <br />La première partie est consacrée à l'étude de l'algèbre de Lie H1(A,A) d'une algèbre monomiale A de dimension finie. Ceci se fait en termes de la combinatoire du carquois de A, sans restriction sur la caractéristique du corps k. Nous montrons que le quotient de Lie semi-simple de H1(A,A) par son radical est un produit d'algèbres de Lie pgl(n,k). Des critères combinatoires pour la résolubilité, la (semi-)simplicité, la commutativité et la nilpotence sont donnés. <br /> <br />Dans la deuxième partie, nous étudions l'algèbre de Lie H1(kG,kG) de quelques algèbres de groupe pour un corps k de caractéristique p>0. Grace à une Morita équivalence de Gabriel, nous traitons le cas des groupes finis admettant un seul p-sous-groupe de Sylow cyclique. L'algèbre de Lie H1(kG,kG) des groupes finis abéliens est étudiée en utilisant la cohomologie de groupes. Pour p différent de 2, l'algèbre de Lie H1(kG,kG) est semi-simple si et seulement si le p-sous-groupe de Sylow de G est élémentaire. Dans ce cas, H1(kG,kG) est un produit d'algèbres de Lie de Jacobson et Witt.<br /> <br />Enfin, nous examinons l'algèbre de Lie H1(TA,TA) de l'extension triviale TA d'une algèbre A, en particulier d'une algèbre dont le carré du radical est nul. Dans ce dernier cas, le quotient de Lie semi-simple de H1(TA,TA) par son radical est un produit d'algèbres de Lie pgl(n,k) et so(2m,k). L'algèbre de Lie H1(TA,TA) n'est jamais semi-simple. Ce travail se termine par des critères combinatoires sur la<br />résolubilité et sur la commutativité de l'algèbre de Lie H1(TA,TA).

Cette thèse comporte trois parties. La première traite du groupe des automorphismes des courbes modulaires X(N), N premier, sur F_p, p différent de N. On y démontre que, pour p>3 et X(N) ordinaire, ce groupe est exactement PSL_2(Z/NZ). On traite également complètement les cas N=7,11,13. La deuxième partie concerne les courbes optimales. On y montre que N_3(5)=13 et on étudie les propriétés géométriques (groupe d'automorphismes et revêtements) d'une courbe atteignant cette borne. La dernière partie est une extension de la méthode AGM pour le calcul du nombre de points en caractéristique 2 sur une courbe de genre 3 ordinaire et non hyperelliptique. On y démontre la formule reliant les rapports de thêta constantes au produit des valeurs propres du Frobenius unités 2-adiques. On donne un algorithme pour le calcul algébrique des rapports initiaux, un bon modèle de calcul (i.e tel que les calculs s'effectuent dans une extension non ramifiée fixe de Q_2) et on montre comment retrouver le polynôme caractéristique grâce à LLL.

Le groupe de Burnside libre d'exposant n, B(r,n), est le quotient du groupe libre de rang r par le sous-groupe engendré par les puissance n-ièmes de tous ses éléments. Ce groupe fut introduit en 1902 par W. Burnside qui demandait si un tel objet était nécessairement fini. Depuis les travaux de P.S. Novikov et S.I. Adian à la fin des années soixante, on sait que, pour des exposants suffisamment grands, la réponse est négative. Dans cette thèse on s'intéresse aux automorphismes extérieurs de B(r,n). En adaptant l'approche géométrique de la théorie de la petite simplification développée par T. Delzant et M. Gromov, on exhibe une large classe d'automorphismes du groupe libre qui induisent des éléments d'ordre infini de Out(B(r,n)). On montre aussi que Out(B(r,n)) contient des sous-groupes libres et abéliens libres.

Cette thèse est une contribution à l'étude combinatoire des groupes de Coxeter et des groupes d'Artin-Tits. Dans la première partie, nous complétons la description du groupe des automorphismes d'un groupe de Coxeter à angles droits en étudiant le second des deux sous-groupes qui apparaissent dans la décomposition en produit semi-direct établie par Tits (le premier est décrit par Mühlherr). Nous retrouvons ainsi le résultat de Radcliffe sur la rigidité des groupes de Coxeter à angles droits. Dans la deuxième partie, nous introduisons et étudions la notion de sous-monoïde d'un monoïde d'Artin-Tits induit par une partition admissible du graphe de Coxeter, au sens de Mühlherr. Nous montrons qu'un tel sous-monoïde est un monoïde d'Artin-Tits, et que cette notion généralise et unifie les situations des sous-monoïdes des points fixes d'un monoïde d'Artin-Tits sous l'action d'automorphismes du graphe, et des LCM-homomorphismes de Crisp et Godelle. Nous achevons la classification des partitions admissibles des graphes de Coxeter sphériques, commencée par Mühlherr ; elle nous fournit la classification des LCM-homomorphismes de Crisp. Dans la troisième partie, nous étudions la représentation de Krammer-Paris d'un monoïde d'Artin-Tits de type simplement lacé et sans triangle. Le sous-monoïde des points fixes d'un tel monoïde sous l'action d'un groupe d'automorphismes du graphe stabilise le sous-espace des points fixes de l'espace de la représentation sous l'action de ce groupe. Nous utilisons des notions développées par Hée pour prouver que la représentation ainsi obtenue est fidèle. Cela généralise, en évitant tout cas par cas, des résultats établis par Digne dans les cas sphériques.

Un automorphisme non-symplectique d'ordre fini n sur une surface X de type K3 est un automorphisme σ ∈ Aut(X) qui satisfait σ*(ω) = λω où λ est une racine primitive n-ième de l'unité et ω est le générateur de H2,0(X). Dans cette thèse on s’intéresse aux automorphismes non-symplectiques d'ordre 8 et 16 sur les surfaces K3. Dans un premier temps, nous classifionsles automorphismes non-symplectiques σ d'ordre 8 quand le lieu fixe de sa quatrième puissance σ⁴ contient une courbe de genre positif, on montre plus précisément que le genre de la courbe fixée par σ est au plus un. Ensuite nous étudions le cas où le lieu fixe de σ contient au moins une courbe et toutes les courbes fixées par sa quatrième puissance σ⁴ sont rationnelles. Enfin nous étudions le cas où σ et son carré σ² agissent trivialement sur le groupe de Néron-Severi. Nous classifions toutes les possibilités pour le lieu fixe de σ et de son carré σ² dans ces trois cas. Nous obtenons la classification complète pour les automorphismes non-symplectiques d'ordre 8 sur les surfaces K3. Dans la deuxième partie de la thèse, nous classifions les surfaces K3 avec automorphisme non-symplectique d'ordre 16 en toute généralité. Nous montrons que le lieu fixe contient seulement courbes rationnelles et points isolés et nous classifions complètement les sept configurations possibles. Si le groupe de Néron-Severi a rang 6, alors il y a deux possibilités et si son rang est 14, il y a cinq possibilités. En particulier si l'action de l'automorphisme est trivial sur le groupe de Néron-Severi, alors nous montrons que son rang est six. Enfin, nous construisons des exemples qui correspondent à plusieurs cas dans la classification des automorphismes non-symplectiques d'ordre 8 et nous donnons des exemples pour chaque cas dans la classification des automorphismes non-symplectiques d'ordre 16. / A non-symplectic automorphism of finite order n on a K3 surface X is an automorphism σ ∈ Aut(X) that satisfies σ*(ω) = λω where λ is a primitive n−root of the unity and ω is a generator of H2,0(X). In this thesis we study the non-symplectic automorphisms of order 8 and 16 on K3 surfaces. First we classify the non-symplectic automorphisms σ of order eight when the fixed locus of its fourth power σ⁴ contains a curve of positive genus, we show more precisely that the genus of the fixed curve by σ is at most one. Then we study the case of the fixed locus of σ that contains at least a curve and all the curves fixed by its fourth power σ⁴ are rational. Finally we study the case when σ and its square σ² act trivially on the Néron-Severi group. We classify all the possibilities for the fixed locus of σ and σ² in these three cases. We obtain a complete classifiction for the non-symplectic automorphisms of order 8 on a K3 surfaces.In the second part of the thesis, we classify K3 surfaces with non-symplectic automorphism of order 16 in full generality. We show that the fixed locus contains only rational curves and isolated points and we completely classify the seven possible configurations. If the Néron-Severi group has rank 6, there are two possibilities and if its rank is 14, there are five possibilities. In particular ifthe action of the automorphism is trivial on the Néron-Severi group, then we show that its rank is six.Finally, we construct several examples corresponding to several cases in the classification of the non-symplectic automorphisms of order 8 and we give an example for each case in the classification of the non-symplectic automorphisms of order 16.