L'étude et l'introduction de nouveaux systèmes dynamiques<br /> de type gradient sont l'objet central de cette thèse. Le<br /> caractère dissipatif de telles dynamiques est au coeur de<br /> nombreux domaines en mathématiques : optimisation,<br /> mécanique, équations d'évolutions en dimension infinie.<br /><br />Dans une première partie, les champs de gradients (ou de sous-différentiels<br /> de fonction convexe) sont contrôlés à l'aide d'opérateurs-barrières. <br />La motivation essentielle est d'obtenir<br /> des méthodes intérieures de descente en vue d'optimiser<br /> une fonction sous des contraintes convexes. Le cadre<br /> d'étude proposé permet d'unifier dans un même formalisme de nombreuses<br /> méthodes continues : gradient projeté, plus grande pente riemannienne,<br /> méthode continue de Newton... Parmi les conséquences de <br />la généralisation proposée, on peut, par exemple, évoquer des <br /> résultats abstraits de viabilité et de convergence globale. Toujours <br />dans cette <br />perspective, les fonctions de Legendre jouent un rôle crucial~:<br /> elles permettent d'une part de donner lieu à des structures<br /> riemanniennes possédant de nombreuses propriétés - parmi lesquelles une<br /> propriété d'intégration caractéristique remarquable -, et d'autre part, <br /> elles fournissent en dimension infinie un cadre intéressant<br /> pour l'étude de certaines équations d'évolution de type<br /> parabolique.<br /><br />La deuxième partie est consacrée à l'étude de systèmes<br /> dynamiques du second ordre en temps avec une dissipation géométrique<br /> de type hessien. Outre leur intérêt en optimisation<br /> et leurs liens avec les méthodes de type Newton, ces systèmes<br /> sont d'une grande souplesse et permettent d'approcher certains <br />phénomènes non-lisses en mécanique unilatérale. En guise d'application,<br /> il est en effet prouvé que les systèmes considérés permettent <br />d'obtenir à la limite des dynamiques <br />satisfaisant des lois de chocs inélastiques. Les<br /> perspectives de cette étude ouvrent en particulier la voie à une approche <br />alternative de certains systèmes d'inégalités variationnelles de type <br />hyperbolique.<br /><br /><br />L'une des préoccupations majeures de cette thèse est la question<br /> de la convergence des orbites des systèmes étudiés. Dans le <br /> cadre de la minimisation convexe, quasi-convexe, ou analytique, de nombreux<br /> résultats sont proposés : convergence globale, , <br />vitesse de convergence, contrôle asymptotique, attractivité des <br /> minima sous contraintes en dimension infinie.

Nous y introduisons une nouvelle classe de distributions bivariées de type Marshall-Olkin, la distribution Erlang bivariée. La transformée de Laplace, les moments et les densités conditionnelles y sont obtenus. Les applications potentielles en assurance-vie et en finance sont prises en considération. Les estimateurs du maximum de vraisemblance des paramètres sont calculés par l'algorithme Espérance-Maximisation. Ensuite, notre projet de recherche est consacré à l'étude des processus de risque multivariés, qui peuvent être utiles dans l'étude des problèmes de la ruine des compagnies d'assurance avec des classes dépendantes. Nous appliquons les résultats de la théorie des processus de Markov déterministes par morceaux afin d'obtenir les martingales exponentielles, nécessaires pour établir des bornes supérieures calculables pour la probabilité de ruine, dont les expressions sont intraitables. / In this contribution, we introduce a new class of bivariate distributions of Marshall-Olkin type, called bivariate Erlang distributions. The Laplace transform, product moments and conditional densities are derived. Potential applications of bivariate Erlang distributions in life insurance and finance are considered. Further, our research project is devoted to the study of multivariate risk processes, which may be useful in analyzing ruin problems for insurance companies with a portfolio of dependent classes of business. We apply results from the theory of piecewise deterministic Markov processes in order to derive exponential martingales needed to establish computable upper bounds of the ruin probabilities, as their exact expressions are intractable.

Les ponts roulants sont des engins de levage situés en haut des bâtiments qu'ils équipent. Ils servent à manutentionner des charges très lourdes et parfois critiques. Pendant un séisme, un pont roulant est exposé à des chocs multiples. Ces impacts peuvent causer des dommages importants dans la structure pouvant conduire à une chute de la charge manutentionnée ou du pont roulant lui-même. Donc, la vérification de la tenue des ponts roulants au séisme est une question primordiale. Actuellement, cette vérification est basée sur des méthodes de calcul statiques. Ces méthodes font l'hypothèse d'un comportement purement linéaire des ponts roulants ce qui les rend très conservatives. Depuis quelques années les niveaux sismiques imposés par les autorités nationales augmentent chaque année, et les constructeurs de ponts roulants se trouvent dans l'incapacité de construire à partir des efforts sur-estimés fournis par les méthodes statiques. L'objectif de la thèse est l'étude de la réponse dynamique d'un pont roulant pendant un séisme en prenant en compte les non-linéarités géométriques et matériau. Afin de modéliser ces phénomènes, une analyse dynamique temporelle avec une approche multi-échelle en temps est adoptée. Pour prendre en compte l'aspect haute fréquence des chocs, un intégrateur temporel variationnel explicite, basé sur la méthode des multiplicateurs de Lagrange et dédié au contact/impact, est développé. Ensuite, un intégrateur hétérogène (différents schémas d'intégration) asynchrone (différents pas de temps), basé sur la méthode de couplage GC, est appliqué au problème du pont roulant. Cette stratégie multi-échelle en temps permet d'adapter le schéma d'intégration et le pas de temps au sous domaine considéré. Par conséquent, l'intégrateur explicite est adopté dans les zones de contact et un schéma implicite de type accélération moyenne, est adopté dans le reste de la structure. Finalement, un démonstrateur de co-simulation entre les logiciels Cast3M et Europlexus est mis en place pour montrer le gain très significatif en temps de calcul dans le cas d'un modèle élément finis tridimensionnel d'un pont roulant industriel. / Bridge cranes are hoisting appliances located overhead in buildings. They are used to handle very heavy and sometimes critical loads. During an earthquake, a bridge crane may be subjected to multiple impacts between wheels and rails. These impacts can cause significant damage to the structure leading to a fall of the handled load or the bridge crane itself. Therefore, the qualification of such equipment, subjected to an earthquake, is very important. Currently, this qualification is based on static methods. These methods assume a purely linear behavior of the bridge cranes, which leads to a very conservative forces. Consequently, the bridge cranes manufacturers are sometimes unable to design the equipement from the over-estimated efforts provided by the static methods. The aim of this work is to study the dynamic response of a bridge crane during an earthquake by taking into account the geometric and material non-linearities. In order to model such phenomena, a time-history dynamic analysis with a multi-scale approach is performed. To take into account the high frequency aspect of the impacts between wheels and rails, a Lagrange explicit contact/impact time integrator is proposed. This work has also led to the development of an explicit–implicit HATI (Heterogeneous Asynchronous Time Integrator) for contact/impact dynamics. This method allows us to adopt an explicit contact/impact time integrator in the contact area and an implicit time integrator with a coarse mesh in the rest of the domain. Finally, a co-simulation demonstrator between Cast3M and Europlexus softwares is set up to show the very significant gain in computation time for a three-dimensional finite element model of an industrial bridge crane.

Les imageurs CMOS représentent un outil d’avenir pour de nombreuses applications scientifiques de haut vol, tellesque l’observation spatiale ou les expériences nucléaires. En effet, ces imageurs ont vu leurs performancesdémultipliées ces dernières années grâce aux avancées incessantes de la microélectronique, et présentent aussi desavantages indéniables qui les destinent à remplacer les CCDs dans les futurs instruments spatiaux. Toutefois, enenvironnement spatial ou nucléaire, ces imageurs doivent faire face aux attaques répétées de particules pouvantrapidement dégrader leurs performances électro-optiques. En particulier, les protons, électrons et ions présents dansl’espace ou les neutrons de fusion nucléaire peuvent déplacer des atomes de silicium dans le volume du pixel et enrompre la structure cristalline. Ces effets de déplacement peuvent former des défauts stables introduisant des étatsd’énergie dans la bande interdite du silicium, et ainsi conduire à la génération thermique de paires électron-trou. Parconséquent, ces radiations non-ionisantes produisent une augmentation permanente du courant d’obscurité despixels de l’imageur et donc à une diminution de leur sensibilité et de leur dynamique. L’objectif des présents travauxest d’étendre la compréhension des effets de déplacement sur l’augmentation du courant d’obscurité dans lesimageurs CMOS. En particulier, ces travaux se concentrent sur l’étude de la forme de la distribution de courantd’obscurité en fonction du type, de l’énergie et du nombre de particules ayant traversé l’imageur, mais aussi enfonction des caractéristiques de l’imageur. Ces nombreux résultats permettent de valider physiquement etexpérimentalement un modèle empirique de prédiction de la distribution du courant d’obscurité pour une utilisationdans les domaines spatial et nucléaire. Une autre partie majeure de ces travaux consiste à utiliser pour la première foisla technique de spectroscopie de courant d’obscurité pour détecter et caractériser individuellement les défautsgénérés par les radiations non-ionisantes dans les imageurs CMOS. De nombreux types de défauts sont détectés etdeux sont identifiés, prouvant l’applicabilité de cette technique pour étudier la nature des défauts cristallins généréspar les effets de déplacement dans le silicium. Ces travaux avancent la compréhension des défauts responsables del’augmentation du courant d’obscurité en environnement radiatif, et ouvrent la voie au développement de modèles deprédiction plus précis, voire de techniques permettant d’éviter la formation de ces défauts ou de les faire disparaître. / CMOS image sensors are envisioned for an increasing number of high-end scientific imaging applications such asspace imaging or nuclear experiments. Indeed, the performance of high-end CMOS image sensors has dramaticallyincreased in the past years thanks to the unceasing improvements of microelectronics, and these image sensors havesubstantial advantages over CCDs which make them great candidates to replace CCDs in future space missions.However, in space and nuclear environments, CMOS image sensors must face harsh radiation which can rapidlydegrade their electro-optical performances. In particular, the protons, electrons and ions travelling in space or thefusion neutrons from nuclear experiments can displace silicon atoms in the pixels and break the crystalline structure.These displacement damage effects lead to the formation of stable defects and to the introduction of states in theforbidden bandgap of silicon, which can allow the thermal generation of electron-hole pairs. Consequently, nonionizingradiation leads to a permanent increase of the dark current of the pixels and thus a decrease of the imagesensor sensibility and dynamic range. The aim of the present work is to extend the understanding of the effect ofdisplacement damage on the dark current increase of CMOS image sensors. In particular, this work focuses on theshape of the dark current distribution depending on the particle type, energy and fluence but also on the imagesensor physical parameters. Thanks to the many conditions tested, an empirical model for the prediction of the darkcurrent distribution induced by displacement damage in nuclear or space environments is experimentally validatedand physically justified. Another central part of this work consists in using the dark current spectroscopy techniquefor the first time on irradiated CMOS image sensors to detect and characterize radiation-induced silicon bulk defects.Many types of defects are detected and two of them are identified, proving the applicability of this technique to studythe nature of silicon bulk defects using image sensors. In summary, this work advances the understanding of thenature of the radiation-induced defects responsible for the dark current increase in space or nuclear environments. Italso leads the way to the design of more advanced dark current prediction models, or to the development ofmitigation strategies in order to prevent the formation of the responsible defects or to allow their removal.

This thesis brings new evidence on different strands of the literature in macro-finance, international economics and macroeconometrics. The first two chapters combine both theoretical models and empirical techniques to deepen the analysis of important economic phenomena such as the effects of economic policy uncertainty on financial markets, and convergence between emerging market economies and advanced economies on these markets. The third chapter of the thesis, which is co-authored with Hafedh Bouakez, contributes to the literature on the identification of news shocks about future productivity. In the first chapter, I study the effect of monetary and fiscal policy uncertainty on nominal U.S. government bond yields and premiums. I use a New-Keynesian Dynamic Stochastic General Equilibrium model featuring recursive preferences, and both real and nominal rigidities. Policy uncertainty in the DSGE model is defined as a mean-preserving spread of the policy shock distributions. My results show that: (i) When the economy is subject to unpredictable shocks to the volatility of policy instruments, the level of the median yield curve is lower, its slope increases and risk premiums decrease relative to an economy with no stochastic volatility. This negative effect on the level of yields and premiums is due to the asymmetric impact of positive versus negative shocks; (ii) A typical policy risk shock increases yields at all maturities. This is because the fall in yields triggered by higher demand for bonds by households, in order to hedge against higher predicted consumption volatility, is outweighed by the increase in yields due to higher inflation risk premiums. Finally, I use several empirical measures economic policy uncertainty in a structural VAR model to show that the above effects of policy risk shocks on yields are consistent empirical evidence. Chapter 2 looks at the market for government bonds in 12 advanced economies and 8 emerging market economies, during the period 1999-2012, and consider the question of whether or not there has been any convergence of risk between emerging market and advanced economies. I distinguish between default risk and other types of risk, such as inflation, liquidity and exchange rate risk. I make the theoretical case that forward risk premium differentials can be used to distinguish default risk and other risks. I then construct forward risk premium differentials and use these to make the empirical case that there has been little convergence associated with the other types of risk. I also show that differences in countries' macroeconomic fundamentals and political risk play an important role in explaining the large "non-default" risk differentials observed between emerging and advanced economies. Chapter 3 proposes a novel strategy to identify anticipated and unanticipated technology shocks, which leads to results that are consistent with the predictions of conventional new-Keynesian models. It shows that the failure of many empirical studies to generate consistent responses to these shocks is due to impurities in the available TFP series, which lead to an incorrect identification of unanticipated technology shocks---whose estimated effects are inconsistent with the interpretation of these disturbances as supply shocks. This, in turn, contaminates the identification of news shocks. My co-author, Hafedh Bouakez, and I propose an agnostic identification strategy that allows TFP to be affected by both technological and non-technological shocks, and identifies unanticipated technology shocks via sign restrictions on the response of inflation. The results show that the effects of both surprise TFP shocks and news shocks are generally consistent with the predictions of standard new-Keynesian models. In particular, the inflation puzzle documented in previous studies vanishes under the novel empirical strategy. / Cette thèse présente de nouveaux résultats sur différentes branches de la littérature en macro-finance, économie internationale et macro-économétrie. Les deux premiers chapitres combinent des modèles théoriques et des techniques empiriques pour approfondir l’étude de phénomènes économiques importants tels que les effets de l’incertitude liée aux politiques économiques sur les marchés financiers et la convergence entre les pays émergents et les pays avancés sur ces marchés. Le troisième chapitre, qui est le fruit d’une collaboration avec Hafedh Bouakez, contribue à la littérature sur l’identification des chocs anticipés sur la productivité future. Dans le premier chapitre, j’étudie l’effet de l’incertitude relative aux politiques monétaire et fiscale sur les rendements et les primes de risque associés aux actifs nominaux du gouvernement des États-Unis. J’utilise un modèle d’équilibre stochastique et dynamique de type néo-Keynesien prenant en compte des préférences récursives des agents et des rigidités réelles et nominales. En utilisant un modèle VAR structurel. L’incertitude relative aux politiques économiques est définie comme étant une expansion de la distribution des chocs de politique, expansion au cours de laquelle la moyenne de la distribution reste inchangée. Mes résultats montrent que : (i) Lorsque l’économie est sujette à des chocs imprévisibles sur la volatilité des instruments de politique, le niveau médian de la courbe des rendements baisse de 8,56 points de base, sa pente s’accroît de 13,5 points de base et les primes de risque baissent en moyenne de 0.21 point de base. Cet effet négatif sur le niveau de rendements et les primes de risque est dû à l’impact asymétrique des chocs de signes opposés mais de même amplitude; (ii) Un choc positif à la volatilité des politiques économiques entraîne une hausse des rendements pour toutes les durées de maturité. Cet effet s’explique par le comportement des ménages qui, à la suite du choc, augmentent leur demande de bons dans le but de se prémunir contre les fortes fluctuations espérées au niveau de la consommation, ce qui entraîne des pressions à la baisse sur les rendements. De façon simultanée, ces ménages requièrent une hausse des taux d’intérêt en raison d’une espérance d’inflation future plus grande. Les analyses montrent que le premier effet est dominant, entraînant donc la hausse des rendements observée. Enfin, j’utilise plusieurs mesures empiriques d’incertitude de politiques économiques et un modèle VAR structurel pour montrer les résultats ci-dessus sont conformes avec les faits empiriques. Le Chapitre 2 explore le marché des bons du gouvernement de 12 pays avancés et 8 pays émergents, pendant la période 1999-2012, et analyses la question de savoir s’il y a eu une quelconque convergence du risque associé à ces actifs entre les deux catégories de pays. Je fais une distinction entre risque de défaut et autres types de risque, comme ceux liés au risque d’inflation, de liquidité ou de change. Je commence par montrer théoriquement que le différentiel au niveau des primes de risque « forward » entre les deux pays peut être utilisé pour faire la distinction entre le risque « forward » et les utilise pour montrer qu’il est difficile de conclure que ces autres types de risque dans les pays émergents ont convergé vers les niveaux différents de risque politique, jouent un rôle important dans l’explication des différences de primes de risque – autres que celles associées au risque de défaut– entre les pays émergents et les pays avancés. Le Chapitre 3 propose une nouvelle stratégie d’identification des chocs technologiques anticipés et non-anticipés, qui conduit à des résultats similaires aux prédictions des modèles néo-Keynésiens conventionnels. Il montre que l’incapacité de plusieurs méthodes empiriques à générer des résultats rejoignant la théorie est due à l’impureté des données existences sur la productivité totale des facteurs (TFP), conduisant à mauvaise identification des chocs technologiques non-anticipés-dont les effets estimés ne concordent pas avec l’interprétation de tels chocs comme des chocs d’offre. Ce problème, à son tour, contamine l’identification des chocs technologiques anticipés. Mon co-auteur, Hafedh Bouakez, et moi proposons une stratégie d’identification agnostique qui permet à la TFP d’être affectée de façon contemporaine par deux chocs surprises (technologique et non technologique), le premier étant identifié en faisant recours aux restrictions de signe sur la réponse de l’inflation. Les résultats montrent que les effets des chocs technologiques anticipés et non-anticipés concordent avec les prédictions des modèles néo-Keynésiens standards. En particulier, le puzzle rencontré dans les travaux précédents concernant les effets d’un choc non-anticipé sur l’inflation disparaît lorsque notre nouvelle stratégie est employée.

Le risque systémique menaçant le système financier est une préoccupation majeure pour les régulateurs. Les indicateurs adéquats de risque systémique devraient vraiment les aider à accomplir les lois réglementaires appropriées. La thèse propose un modèle dynamique du système bancaire pour calculer un indicateur de risque systémique de deux composantes :La probabilité d'un évènement déclencheur qui provient de la baisse des prix des actifs, et les pertes correspondantes dans le système Financier.La thèse prouve également l'existence et l'unicité de deux modèles d'équilibre de compensation : Le premier avec un modèle de différentes hiérarchies de dette et le second modèle avec plusieurs stratégies de liquidation / Systemic risk threatening the financial system is a major concern for regulators. Adequate indicators of systemic risk would help them perform appropriate regulatory laws.The thesis proposes a dynamic model of banking system to calculate a systemic risk indicator of two components : The probability of a triggering event originated from external asset price decline, and the corresponding losses through the financial system. The thesis also proves the existence and uniqueness of two clearing equilibrium: the first deals with a model of différent debt seniorities, the second with a model of several illiquid asset following a proportional liquidation strategy.

Traditionnellement, les mouvements cycliques de l’économie Etats-Unienne ont été déterminants dans la croissance globale, et particulièrement dans l´Amérique Latine et la Caraïbe, étant donné le rôle indiscutable joué par ce pays en tant que moteur de l’économie internationale depuis la fin de la Seconde guerre mondiale. Le début du XXIe siècle et spécialement la récente crise économique (2007-2009) à donné lieu à un intense débat international autour du découplage («decoupling» en anglais). Les épisodes relativement courts de désynchronisation économique dans certains zones géographiques durant la crise a été sans précédent, et a ouvert une fenêtre pour l'étude de l'impact (présent et/ou en devenir) des changements géoéconomiques et géopolitiques récents sur la scène internationale. Cette thèse cherche évaluer les changements dans la transmission de chocs des Etats Unis vers l’Amérique Latine et la Caraïbe, à la lumière de la récente crise économique internationale. Les Etats-Unis maintiennent une double dimension ou une dualité dans son importance économique pour l'Amérique Latine et les Caraïbes: d'abord, en tant que principal acteur de l'hémisphère et le principal partenaire commercial, et d'autre part, pour leur rôle dans l'architecture monétaire et financière internationale. La préservation de son hégémonie économique sur la région repose principalement sur ce dernier pilier, sur lequel la région a peu de capacité d'influence. Cela confirme encore la centralité économique des États-Unis dans la région, en dépit des changements majeurs dans les dynamiques économiques bilatérales, basées sur l´influence, de plus en plus hétérogènes, des chocs originaires de ce pays. / Historically, United States has been considered the undisputed engine of the world economy; therefore, the cyclical movements of its economy have been crucial to global growth, particularly to Latin America and the Caribbean. Since the beginning of XXI century, particularly following the recent economic crisis (2007-2009), a number of major changes has emerged, in the global geopolitical and geo-economic context; marked by new dynamics of "North-South” and "South –South” interrelations. These changes in conjunction with the emergence of the international debate on the theory of “decoupling", has opened a window to study the influence of the context of the recent global crisis on the economic synchronization and the transmission of shocks from United States to Latin America and the Caribbean. This research assesses the changes in the transmission of economic shocks from US to the region, in the context of the recent international crisis. Major changes are verified in the relative importance of the trade channel that links United States to Latin America and the Caribbean due to a substantial increase in the commercial ties of the region with China; at the same time, the reinforcement of the monetary and financial channel in the transmission of shocks. The role of the United States in the current international monetary and financial architecture continues to be the essential foundation that preserves its economic centrality to Latin America and the Caribbean, in an increasingly heterogeneous region in its responses to shocks originated in the US economy. / Históricamente, Estados Unidos ha sido considerado el motor indiscutible de la economía mundial, así,los movimientos cíclicos de su economía han sido determinantes en el crecimiento global y, en particular, en América Latina y el Caribe. Desde inicios del siglo XXI y, en particular, a raíz de la recientecrisis económica (2007-2009), han emergido un conjunto de cambios trascendentales en el contexto geopolítico y geoeconómico mundial; a raíz de nuevas dinámicas de interrelación “Norte-Sur” y “Sur-Sur”. Dichos cambios, unidos a la emergencia del debate internacional sobre la teoría del “desacoplamiento”, han abierto una ventana al estudio de la influencia del contexto de la reciente crisis económica internacional sobre la sincronización económica y la transmisión de shocks desde Estados Unidos hacia América Latina y el Caribe. La presente investigación evalúa cambios en la transmisión de shocks desde Estados Unidos hacia la región en el contexto de la reciente crisis económica internacional.Se verifican modificaciones en la relevancia relativa del canal comercial en la transmisión desde Estados Unidos hacia América Latina y el Caribe debido al incremento sustancial de los vínculos comerciales con China; al mismo tiempo y un reforzamiento del canal monetario-financiero en la transmisión de shocks. El rol de Estados Unidos en la actual arquitectura monetario-financiera internacional se erige en el pilar fundamental que continúa privilegiando su centralidad económica en una región cada vez más heterogénea en su respuesta shocks originados en este país.

Les crises financières et les problèmes se formaient mais les indicateurs ne sont pas précis pour permettre une intervention réglementaire. La thèse propose un modèle dynamique pour le système bancaire avec une banque centrale afin de calculer un indicateur de faillite en fonction de la probabilité qu'une banque soit en faillite et les pertes rencontrées dans le réseau financier, une méthodologie qui peut améliorer la mesure, le suivi et la gestion du risque systémique.La thèse propose également des mécanismes de compensation : 1- avec un modèle considérant l'ancienneté du passif et avec un type d'actif liquide dont la vente excessive conduit à un impact sur le marché, 2 - avec un modèle considérant les participations croisées entres les banques dont les engagements interbancaires sont de différentes séniorités et avec un type d'actif liquide dont la vente excessive conduit à un impact sur le marché. / Financial crisis pose important theoretical problems on creating reliable indicator of stability of financial systems on which basis the regulators could intervene. The thesis proposes a dynamic model of banking system were the central bank can calculate an indicator of potential defaults taking into consideration the probability for a bank to default and the losses encountered in the financial network, a methodology that can improve the measurement, monitoring, and the management of the systemic risk. The thesis also suggests a clearing mechanisms : 1- in a model with seniority of liabilities and one type of liquid asset whose fire sale has a market impact, 2 - in a model with crossholdings among the banks whose interbank liabilities may be senior and junior and with one liquid asset whose firing sale has a market impact.

La technique de reconstruction de forme par lumière structurée (ou projection de motifs) permet d’acquérir la topographie d’une surface objet avec une précision et un échantillonnage de points dense, de manière strictement non invasive. Pour ces raisons, elle fait depuis plusieurs années l’objet d’un fort intérêt. Les travaux présentés ici ont pour objectif d’adapter cette technique aux conditions sévères des expériences de physique des chocs : aspect monocoup, grande brièveté des phénomènes, diversité des échelles d’observation (de quelques millimètres au décimètre). Pour répondre à ces exigences, nous proposons de réaliser un dispositif autour d’un système d’imagerie rapide par éclairage laser nanoseconde, présentant des performances éprouvées et bien adaptées. La première partie des travaux s’intéresse à analyser les phénomènes prépondérants pour la qualité des images. Nous montrons quels sont les contributeurs principaux à la dégradation des signaux, et une technique efficace de lissage du speckle par fibrage est présentée. La deuxième partie donne une formulation projective de la reconstruction de forme ; celle-ci est rigoureuse, ne nécessitant pas de travailler dans l’approximation de faible perspective, ou de contraindre la géométrie de l’instrument. Un protocole d’étalonnage étendant la technique DLT (Direct Linear Transformation) aux systèmes à lumière structurée est proposé. Le modèle permet aussi, pour une expérience donnée, de prédire les performances de l’instrument par l’évaluation a priori des incertitudes de reconstruction. Nous montrons comment elles dépendent des paramètres du positionnement des sous-ensembles et de la forme-même de l’objet. Une démarche d’optimisation de la configuration de l’instrument pour une reconstruction donnée est introduite. La profondeur de champ limitant le champ objet minimal observable, la troisième partie propose de l’étendre par codage pupillaire : une démarche de conception originale est exposée. L’optimisation des composants est réalisée par algorithme génétique, sur la base de critères et de métriques définis dans l’espace de Fourier. Afin d’illustrer les performances de cette approche, un masque binaire annulaire a été conçu, réalisé et testé expérimentalement. Il corrige des défauts de mise au point très significatifs (Ψ≥±40 radians) sans impératif de filtrage de l’image. Nous montrons aussi que ce procédé donne accès à des composants tolérant des défauts de mise au point extrêmes (Ψ≈±100 radians , après filtrage). La dernière partie présente une validation expérimentale de l’instrument dans différents régimes, et à différentes échelles. Il a notamment été mis en œuvre sur l’installation LULI2000, où il a permis de mesurer dynamiquement la déformation et la fragmentation d’un matériau à base de carbone (champs millimétriques). Nous présentons également les mesures obtenues sous sollicitation pyrotechnique sur un revêtement de cuivre cylindrique de dimensions décimétriques. L’apparition et la croissance rapide de déformations radiales submillimétriques est mesurée à la surface du revêtement. / A Structured Light System (SLS) is an efficient means to measure a surface topography, as it features both high accuracy and dense spatial sampling in a strict non-invasive way. For these reasons, it became in the past years a technique of reference. The aim of the PhD is to bring this technique to the field of shock physics. Experiments involving shocks are indeed very specific: they only allow single-shot acquisition of extremely short phenomena occurring under a large range of spatial extensions (from a few mm to decimeters). In order to address these difficulties, we have envisioned the use of a well-known high-speed technique: pulsed laser illumination. The first part of the work deals with the evaluation of the key-parameters that have to be taken into account if one wants to get sharp acquisitions. The extensive study demonstrates that speckle effect and depth of field limitation are of particular importance. In this part, we provide an effective way to smooth speckle in nanosecond regime, leaving 14% of residual contrast. Second part introduces an original projective formulation for object-points reconstruction. This geometric approach is rigorous; it doesn’t involve any weak-perspective assumptions or geometric constraints (like camera-projector crossing of optical axis in object space). From this formulation, a calibration procedure is derived; we demonstrate that calibrating any structured-light system can be done by extending the Direct Linear Transformation (DLT) photogrammetric approach to SLS. Finally, we demonstrate that reconstruction uncertainties can be derived from the proposed model in an a priori manner; the accuracy of the reconstruction depends both on the configuration of the instrument and on the object shape itself. We finally introduce a procedure for optimizing the configuration of the instrument in order to lower the uncertainties for a given object. Since depth of field puts a limitation on the lowest measurable field extension, the third part focuses on extending it through pupil coding. We present an original way of designing phase components, based on criteria and metrics defined in Fourier space. The design of a binary annular phase mask is exhibited theoretically and experimentally. This one tolerates a defocus as high as Ψ≥±40 radians, without the need for image processing. We also demonstrate that masks designed with our method can restore extremely high defoci (Ψ≈±100 radians) after processing, hence extending depth of focus by amounts unseen yet. Finally, the fourth part exhibits experimental measurements obtained with the setup in different high-speed regimes and for different scales. It was embedded on LULI2000 high energy laser facility, and allowed measurements of the deformation and dynamic fragmentation of a sample of carbon. Finally, sub-millimetric deformations measured in ultra-high speed regime, on a cylinder of copper under pyrotechnic solicitation are presented.