L'objet de cette thèse est la construction d'un outil graphique dans le cadre du projet mmi2 (a multi-mode intervade for man-machine interaction with knowledge based systems). Mmi2 est un projet esprit ii qui a pour objectif principal de construire une interface homme-machine intelligent intégrant plusieurs modes de communication: langue naturelle (anglais, français, espagnol), langage de commande, graphique et gestuel. Ce travail est le résultat d'une approche expérimentale de développement d'un outil de manipulation directe, baptisé outil de dessin, dans un environnement multi-mode. Dans ce contexte, notre démarche a consisté à utiliser des techniques de construction géométrique dans la conception d'une interface. Nous proposons pour cela un modèle fonde sur le concept de carte planaire. Il conduit à des structures de données de type représentation par frontières dont la notion de base est le brin, qui est une arête topologique orientée. Ce modèle permet de proposer un algorithme de saisie et de modification de cartes planaires qui, tout en contrôlant à chaque instant la planéité de la carte, est capable de détecter automatiquement la fermeture des contours. Par ailleurs, nous nous sommes intéressés à l'étude de la sémantique graphique, pour permettre l'intégration des différents modes de communication pour assurer un dialogue multi-mode entre l'utilisateur et l'ordinateur.

Le but de cette thèse est d’étudier, à l’aide d’outils combinatoires simples, différentes structures géométriques construites à partir de l’action d’un polynôme ou d’une fraction rationnelle. Nous considérerons d’abord la structure de l'ensemble des solutions séparatrices d’un champ de vecteurs polynomial ou rationnel. Nous allons établir plusieurs modèles combinatoires de ces cartes planaires, ainsi qu’une formule fermée énumérant les différentes structures topologiques dans le cas polynomial. Puis nous parlerons de revêtements ramifiés de la sphère que nous modéliserons, via un objet combinatoire nommée carte équilibrée, à partir d’une idée originale de W.Thurston. Ce modèle nous permettra de démontrer (géométriquement) de nombreuses propriétés de ces objets, et d’offrir une nouvelle approche et de nouvelles perspectives au problème d’Hurwitz, qui reste encore aujourd’hui un problème ouvert. Et enfin nous aborderons le sujet de la dynamique holomorphe via les primitives majeures dont l’utilité est de permettre de paramétrer les systèmes dynamiques engendrés par l’itération de polynômes. Cette approche nous permettra de construire une bijection entre les suites de parking et les arbres de Cayley, ainsi que d’établir une formule fermée liée à l’énumération d’un certain type d’arbres relié à la fois aux primitives majeures et aux revêtements ramifiés polynomiaux. / The main topic of this thesis is to study, thanks to simple combinatorial tools, various geometric structures coming from the action of a complex polynomial or a rational function on the sphere. The first structure concerns separatrix solutions of polynomial or rational vector fields. We will establish several combinatorial models of these planar maps, as well as a closed formula enumerating the different topological structures that arise in the polynomial settings. Then, we will focus on branched coverings of the sphere. We establish a combinatorial coding of these mappings using the concept of balanced maps, following an original idea of W. Thurston. This combinatorics allows us to prove (geometrically) several properties about branched coverings, and gives us a new approach and perspective to address the still open Hurwitz problem. Finally, we discuss a dynamical problem represented by primitive majors. The utility of these objects is to allow us to parameterize dynamical systems generated by the iterations of polynomials. This approach will enable us to construct a bijection between parking functions and Cayley trees, and to establish a closed formula enumerating a certain type of trees related to both primitive majors and polynomial branched coverings.

Cette thèse vise à améliorer notre compréhension des cartes planaires aléatoires décorées par les modèles de physique statistique. On examine trois modèles particuliers à l'aide des outils provenant de l'analyse, de la combinatoire et des probabilités. Dans une perspective géométrique, on se concentre sur les propriétés des interfaces et les limites locales des cartes aléatoires décorées. Le premier modèle consiste en une famille de quadrangulations aléatoires du disque décorées par un modèle de boucles O(n). Après avoir complété la preuve de son diagramme de phase initiée par [BBG12c] (chap. II), on étudie les longueurs et la structure d'imbrication des boucles dans la phase critique non-générique (chap. III). On montre que ces statistiques, décrites par un arbre étiqueté, convergent en loi vers une cascade multiplicative explicite lorsque le périmètre du disque tend vers l'infini. Le deuxième modèle (chap. IV) consiste en une carte planaire aléatoire décorée par la percolation de Fortuin-Kasteleyn. On complète la preuve de la convergence du modèle esquissée dans [She16b] et établit un certain nombre de propriétés de la limite. Le troisième modèle (chap. V) est celui des triangulations aléatoires du disque décorées par le modèle d'Ising. Il est étroitement lié au modèle des quadrangulations décorées par un modèle O(n) quand n=1. On calcule explicitement la fonction de partition du modèle muni des conditions au bord de Dobrushin au point critique, sous une forme exploitable pour les asymptotiques. À l'aide de ces asymptotiques, on étudie le processus d'épluchage le long de l'interface d'Ising dans la limite où le périmètre du disque tend vers l'infini. Mots clés. Carte planaire aléatoire, modèle de boucles O(n), percolation de Fortuin-Kasteleyn, modèle d'Ising, limite locale, géométrie d'interfaces. / The aim of this thesis is to improve our understanding of random planar maps decorated by statistical physics models. We examine three particular models using tools coming from analysis, combinatorics and probability. From a geometric perspective, we focus on the interface properties and the local limits of the decorated random maps. The first model defines a family of random quadrangulations of the disk decorated by an O(n)-loop model. After completing the proof of its phase diagram initiated in [BBG12c] (Chap. II), we look into the lengths and the nesting structure of the loops in the non-generic critical phase (Chap. III). We show that these statistics, described as a labeled tree, converge in distribution to an explicit multiplicative cascade when the perimeter of the disk tends to infinity. The second model (Chap. IV) consists of random planar maps decorated by the Fortuin-Kasteleyn percolation. We complete the proof of its local convergence sketched in [She16b] and establish a number of properties of the limit. The third model (Chap. V) is that of random triangulations of the disk decorated by the Ising model. It is closely related to the O(n)-decorated quadrangulation when n=1. We compute explicitly the partition function of the model with Dobrushin boundary conditions at its critical point, in a form ameneable to asymptotics. Using these asymptotics, we study the peeling process along the Ising interface in the limit where the perimeter of the disk tends to infinity.Key words. Random planar map, O(n) loop model, Fortuin-Kasteleyn percolation, Ising model, local limit, interface geometry.