Cette thèse contribue aux recherches menées dans le cadre de la restauration du mouvement sous stimulation électrique fonctionnelle (SEF) chez les paraplégiques. L'étude porte sur l'estimation de la posture à partir d'efforts volontairement exercés sur les poignées d'un cadre de support. Ceci est posé comme un problème de satisfaction de contraintes et résolu au travers d'algorithmes basés sur l'analyse par intervalles. Les contraintes sont définies à partir d'un modèle cinématique du corps humain. La méthodologie est capable de prendre en compte les incertitudes relatives aux quantités mesurées ou connues a priori. Des ensembles de postures solutions sont calculés et l'incertitude qui leur est associée est rigoureusement caractérisée. La méthode à été d'abord validée expérimentalement avec des sujets valides, utilisant deux capteurs d'efforts six-axes équipés sur les poignées d'un cadre de support, et fut finalement mise en oeuvre lors d'expérimentations avec des patients paraplégiques.

Dans cette thèse, on étudie deux thèmes, a priori différents mais qui rentrent dans le cadre des systèmes dynamiques : les échanges d'intervalles, la résolution d'équations cohomologiques et la description explicite des distributions invariantes par certains difféomorphismes d'un groupe de Lie compact.1 - On établit un critère d'existence de fonctions propres continues non constantes pour les échangesd'intervalles, c'est-à-dire de non mélange faible topologique. On construit pour tout entier m > 3des échanges de m intervalles de rang 2 uniquement ergodiques et non topologiquement faiblementmélangeants. Nous répondons aussi à une question de Ferenczi et Zamboni. On construit aussi pourtout entier pair m ≥ 4 des échanges de m intervalles possédant des valeurs propres irrationnelles et desvaleurs propres rationnelles (avec fonctions propres associées continues par morceaux) et qui sont soituniquement ergodiques, soit non minimaux.2 - On montre qu'un échange d'intervalles affine, dont les pentes sont des puissances d'un mêmeentier n, et dont les coupures et leurs images sont des rationnels , a une dynamique très simple : toutesses orbites sont propres et il possède une orbite périodique ou un cycle périodique.3 - On traite deux questions d'analyse sur un groupe de Lie connexe compact G. i) Soient a ∈ Get γ le difféomorphisme de G donné par γ(x) = ax (translation 'a gauche par a). On donne lesconditions nécessaires et suffisantes pour que l'équation cohomologique f − f ◦ γ = g admette dessolutions dans l'espace de Fréchet C∞(G) des fonctions complexes C∞ sur G. ii) Lorsque G est le toreTn, on détermine explicitement les distributions sur Tn invariantes par un automorphisme affine γ i.e.γ(x) = Ax + a avec A ∈ GL(n, Z) et a ∈ Tn.4 - On donne des résultats obtenus dans 3) une application aux déformations infinitésimales d'unfeuilletage obtenu par suspension d'une translation d'un groupe de Lie compact.

Ce travail s'intéresse à la caractérisation hors ligne d'ensembles de solutions en ordonnancement destinés à offrir une certaine flexibilité. Il s'inscrit dans le champ de l'ordonnancement robuste pour lequel on désire construire un ensemble d'ordonnancements relativement insensible, du point de vue de ses performances, aux événements imprévus survenant lors de la mise en Suvre en environnement perturbé. L'approche robuste proposée est de type proactif-réactif. Elle s'appuie sur les notions de structures d'intervalles et de conditions de dominance (ou de conditions suffisantes) vis-à-vis de l'admissibilité ou de l'optimalité de solutions en ordonnancement. Ce travail s'est particulièrement focalisé sur la phase proactive où il s'agit d'anticiper la mise en Suvre de l'ordonnancement, en construisant au plus tôt une organisation relativement insensible aux perturbations, tout en disposant d'indicateurs relatifs à la performance temporelle. Dans ce cadre, nous montrons en particulier l'intérêt de certains ordres partiels, établis sur la base de corps d'hypothèses restreints, permettant d'une part la détermination d'une performance au mieux et au pire de l'ensemble de solutions caractérisé, et d'autre part, le calcul d'indicateurs de flexibilité. Dans un premier temps, le problème d'ordonnancement à une machine est étudié. Pour ce problème, un ordre partiel dominant basé sur une analyse de structure d'intervalles est décrit. Cet ordre partiel caractérise un ensemble dominant de solutions de cardinalité calculable, dont la performance au mieux et au pire, en terme de retard algébrique, peut être déterminée en temps de calcul polynomial. Deux approches d'ordonnancement robuste sont ensuite proposées permettant soit de caractériser toutes les séquences optimales contenues dans l'ensemble dominant initial, soit de trouver un compromis flexibilité / performance acceptable. Dans un deuxième temps, les problèmes d'ordonnancement sur plusieurs machines sont considérés. Un ordre partiel suffisant est d'abord proposé pour le problème flow shop de permutation à deux machines. Deux algorithmes, utilisant les résultats obtenus pour le problème à une machine, sont ensuite présentés dans le cadre de problèmes de type job shop.

Depuis une vingtaine d'années, la résolution de problèmes d'optimisation globale non convexes avec contraintes a connu un formidable essor. Les algorithmes de branch and bound basée sur l'analyse d'intervalles ont su trouver leur place, car ils ont l'avantage de prouver l'optimalité de la solution de façon déterministe, avec un niveau de certitude pouvant aller jusqu'à la précision machine. Cependant, la complexité exponentielle en temps et en mémoire de ces algorithmes induit une limite intrinsèque, c'est pourquoi il est toujours nécessaire d'améliorer les techniques actuelles. - Dans cette thèse, nous avons développé de nouvelles arithmétiques basées sur l'arithmétique d'intervalles et l'arithmétique affine, afin de calculer des minorants et des majorants de meilleure qualité de fonctions explicites sur un intervalle. - Nous avons ensuite développé une nouvelle méthode automatique de construction de relaxations linéaires. Cette construction est basée sur l'arithmétique affine et procède par surcharge des opérateurs. Les programmes linéaires ainsi générés ont exactement le même nombre de variables et de contraintes d'inégalité que les problèmes originaux, les contraintes d'égalité étant remplacées par deux inégalités. Cette nouvelle procédure permet de calculer des minorants fiables et des certificats d'infaisabilité pour chaque sous-domaine à chaque itération de notre algorithme de branch and bound par intervalles. De nombreux tests numériques issus du site COCONUT viennent confirmer l'efficacité de cette approche. - Un autre aspect de cette thèse a été l'étude d'une extension de ce type d'algorithmes en introduisant une limite sur mémoire disponible. L'idée principale de cette approche est de proposer un processus inverse de l'optimisation par le biais d'un principe métaheuristique: plutôt que d'améliorer des solutions locales à l'aide de métaheuristiques telles que les algorithmes Taboo ou VNS, nous partons d'une méthode exacte et nous la modifions en une heuristique. De cette façon, la qualité de la solution trouvée peut être évaluée. Une étude de la complexité de ce principe métaheuristique a également été effectuée. - Enfin, pour finir l'étude, nous avons appliqué notre algorithme à la résolution de problème en géométrie plane, ainsi qu'à la résolution d'un problème de dimensionnement de moteur électrique. Les résultats obtenus ont permis de confirmer l'intérêt de ce type d'algorithme, en résolvant des problèmes ouverts sur les polygones convexes et proposant des structures innovantes en génie électrique.

Cette thèse s'articule autour de la formalisation de mathématiques dans l'assistant à la preuve Coq dans le but de vérifier des méthodes numériques. Plus précisément, elle se concentre sur la formalisation de concepts qui apparaissent dans la résolution des systèmes d'équations linéaires et non-linéaires. <p> Dans ce cadre, on a analysé la méthode de Newton, couramment utilisée pour approcher les solutions d'une équation ou d'un système d'équations. Le but a été de formaliser le théorème de Kantorovitch qui montre la convergence de la méthode de Newton vers une solution, l'unicité de la solution dans un voisinage, la vitesse de convergence et la stabilité locale de la méthode. L'étude de ce théorème a nécessité la formalisation de concepts d'analyse multivariée. En se basant sur ces résultats classiques sur la méthode de Newton, on a montré qu'arrondir à chaque étape préserve la convergence de la méthode, avec une corrélation bien déterminée entre la précision des données d'entrée et celle du résultat. Dans un travail commun avec Nicolas Julien nous avons aussi formellement étudié les calculs avec la méthode de Newton effectués dans le cadre d'une bibliothèque d'arithmétique réelle exacte. <p> Pour les systèmes linéaires d'équations, on s'est intéressé aux systèmes qui ont une matrice associée à coefficients intervalles. Pour résoudre de tels systèmes, un problème important qui se pose est de savoir si la matrice associée est régulière. On a fourni la vérification formelle d'une collection de critères de régularité pour les matrices d'intervalles.

Ce mémoire comporte deux parties distinctes. La première partie concerne une étude d'algèbres n-aires. Une algèbre n-aire est un espace vectoriel sur lequel est définie une multiplication sur n arguments. Classiquement les multiplications sont binaires, mais depuis l'utilisation en physique théorique de multiplications ternaires, comme les produits de Nambu, de nombreux travaux mathématiques se sont focalisés sur ce type d'algèbres. Deux classes d'algèbres n-aires sont essentielles: les algèbres n-aires associatives et les algèbres n-aires de Lie. Nous nous intéressons aux deux classes. Concernant les algèbres n-aires associatives, on s'intéresse surtout aux algèbres 3-aires partiellement associatives, c'est-à-dire dont la multiplication vérifie l'identité ((xyz)tu)+(x(yzt)u)+(xy(ztu))=0 Ce cas est intéressant car les travaux connus concernant ce type d'algèbres ne distinguent pas les cas n pair et n-impair. On montre dans cette thèse que le cas n=3 ne peut pas être traité comme si n était pair. On étudie en détail l'algèbre libre 3-aire partiellement associative sur un espace vectoriel de dimension finie. Cette algèbre est graduée et on calcule précisément les dimensions des 7 premières composantes. On donne dans le cas général un système de générateurs ayant la propriété qu'une base est donnée par la sous famille des éléments non nuls. Les principales conséquences sont L'algèbre libre 3-aire partiellement associative est résoluble. L'algèbre libre commutative 3-aire partiellement associative est telle que tout produit concernant 9 éléments est nul. L'opérade quadratique correspondant aux algèbres 3-aires partiellement associatives ne vérifient pas la propriété de Koszul. On s'intéresse ensuite à l'étude des produits n-aires sur les tenseurs. L'exemple le plus simple est celui d'un produit interne sur des matrices non carrées. Nous pouvons définir le produit 3aire donné par A . ^tB . C. On montre qu'il est nécessaire de généraliser un peu la définition de partielle associativité. Nous introduisons donc les produits -partiellement associatifs où  est une permutation de degré p. Concernant les algèbres de Lie n-aires, deux classes d'algèbres ont été définies: les algèbres de Fillipov (aussi appelées depuis peu les algèbres de Lie-Nambu) et les algèbres n-Lie. Cette dernière notion est très générale. Cette dernière notion, très important dans l'étude de la mécanique de Nambu-Poisson, est un cas particulier de la première. Mais pour définir une approche du type Maurer-Cartan, c'est-à-dire définir une cohomologie scalaire, nous considérons dans ce travail les algèbres de Fillipov comme des algèbres n-Lie et développons un tel calcul dans le cadre des algèbres n-Lie. On s'intéresse également à la classification des algèbres n-aires nilpotentes. Le dernier chapitre de cette partie est un peu à part et reflète un travail poursuivant mon mémoire de Master. Il concerne les algèbres de Poisson sur l'algèbre des polynômes. On commence à présenter le crochet de Poisson sous forme duale en utilisant des équations de Pfaff. On utilise cette approche pour classer les structures de Poisson non homogènes sur l’algèbre des polynômes à trois variables . Le lien avec les algèbres de Lie est clair. Du coup on étend notre étude aux algèbres de Poisson dont l'algèbre de Lie sous jacent est rigide et on applique les résultats aux algèbres enveloppantes des algèbres de Lie rigides. La partie 2 concerne l'arithmétique des intervalles. Cette étude a été faite suite à une rencontre avec une société d'ingénierie travaillant sur des problèmes de contrôle de paramètres, de problème inverse (dans quels domaines doivent évoluer les paramètres d'un robot pour que le robot ait un comportement défini). [...] / This thesis has two distinguish parts. The first part concerns the study of n-ary algebras. A n-ary algebra is a vector space with a multiplication on n arguments. Classically the multiplications are binary, but the use of ternary multiplication in theoretical physic like for Nambu brackets led mathematicians to investigate these type of algebras. Two classes of n-ary algebras are fundamental: the associative n-ary algebras and the Lie n-ary algebras. We are interested by both classes. Concerning the associative n-ary algebras we are mostly interested in 3-ary partially associative 3-ary algebras, that is, algebras whose multiplication satisfies ((xyz)tu)+(x(yzt)u)+(xy(ztu))=0. This type is interesting because the previous woks on this subject was not distinguish the even and odd cases. We show in this thesis that the case n=3 can not be treated as the even cases. We investigate in detail the free partially associative 3-ary algebra on k generators. This algebra is graded and we compute the dimensions of the 7 first components. In the general case, we give a spanning set such as the sub family of non zero vector is a basis. The main consequences are the free partially associative 3-ary algebra is solvable. In the free commutative partially associative 3-ary algebra any product on 9 elements is trivial. The operad for partially associative 3-ary algebra do not satisfy the Koszul property. Then we study n-ary products on the tensors. The simplest example is given by a internal product of non square matrices. We can define a 3-ary product by taking A . ^tB . C. We show that we have to generalize a bit the definition of partial associativity for n-ary algebras. We then introduce the products -partially associative where  is a permutation of the symmetric group of degree n. Concerning the n-ary algebras, two classes have been defined: Filipov algebras (also called recently Lie-Nambu algebras) and some more general class, the n-Lie algebras. Filipov algebras are very important in the study of the mechanic of Nambu-Poisson, and is a particular case of the other. So to define an approach of Maurer-Cartan type, that is, define a scalar cohomology, we consider in this work Fillipov as n-Lie algebras and develop such a calculus in the n-Lie algebras frame work. We also give some classifications of n-ary nilpotent algebras. The last chapter of this part concerns my work in Master on the Poisson algebras on polynomials. We present link with the Lie algebras is clear. Thus we extend our study to Poisson algebras which associated Lie algebra is rigid and we apply these results to the enveloping algebras of rigid Lie algebras. The second part concerns intervals arithmetic. The interval arithmetic is used in a lot of problems concerning robotic, localization of parameters, and sensibility of inputs. The classical operations of intervals are based of the rule : the result of an operation of interval is the minimal interval containing all the result of this operation on the real elements of the concerned intervals. But these operations imply many problems because the product is not distributive with respect the addition. In particular it is very difficult to translate in the set of intervals an algebraic functions of a real variable. We propose here an original model based on an embedding of the set of intervals on an associative algebra. Working in this algebra, it is easy to see that the problem of non distributivity disappears, and the problem of transferring real function in the set of intervals becomes natural. As application, we study matrices of intervals and we solve the problem of reduction of intervals matrices (diagonalization, eigenvalues, and eigenvectors).

L’optimisation globale fiable est dédiée à la recherche d’un minimum global en présence d’erreurs d’arrondis. Les seules approches fournissant une preuve numérique d’optimalité sont des méthodes d’intervalles qui partitionnent l’espace de recherche et éliminent les sous-espaces qui ne peuvent contenir de solution optimale. Ces méthodes exhaustives, appelées branch and bound par intervalles, sont étudiées depuis les années 60 et ont récemment intégré des techniques de réfutation et de contraction, issues des communautés d’analyse par intervalles et de programmation par contraintes. Il est d’une importance cruciale de calculer i) un encadrement précis de la fonction objectif et des contraintes sur un sous-domaine ; ii) une bonne approximation (un majorant) du minimum global. Les solveurs de pointe sont généralement des méthodes intégratives : ils invoquent sur chaque sous-domaine des algorithmes d’optimisation locale afin d’obtenir une bonne approximation du minimum global. Dans ce document, nous nous intéressons à un cadre coopératif combinant des méthodes d’intervalles et des algorithmes évolutionnaires. Ces derniers sont des algorithmes stochastiques faisant évoluer une population de solutions candidates (individus) dans l’espace de recherche de manière itérative, dans l’espoir de converger vers des solutions satisfaisantes. Les algorithmes évolutionnaires, dotés de mécanismes permettant de s’échapper des minima locaux, sont particulièrement adaptés à la résolution de problèmes difficiles pour lesquels les méthodes traditionnelles peinent à converger. Au sein de notre solveur coopératif Charibde, l’algorithme évolutionnaire et l’algorithme sur intervalles exécutés en parallèle échangent bornes, solutions et espace de recherche par passage de messages. Une stratégie couplant une heuristique d’exploration géométrique et un opérateur de réduction de domaine empêche la convergence prématurée de la population vers des minima locaux et évite à l’algorithme évolutionnaire d’explorer des sous-espaces sous-optimaux ou non réalisables. Une comparaison de Charibde avec des solveurs de pointe (GlobSol, IBBA, Ibex) sur une base de problèmes difficiles montre un gain de temps d’un ordre de grandeur. De nouveaux résultats optimaux sont fournis pour cinq problèmes multimodaux pour lesquels peu de solutions, même approchées, sont connues dans la littérature. Nous proposons une application aéronautique dans laquelle la résolution de conflits est modélisée par un problème d’optimisation sous contraintes universellement quantifiées, et résolue par des techniques d’intervalles spécifiques. Enfin, nous certifions l’optimalité de la meilleure solution connue pour le cluster de Lennard-Jones à cinq atomes, un problème ouvert en dynamique moléculaire. / Reliable global optimization is dedicated to finding a global minimum in the presence of rounding errors. The only approaches for achieving a numerical proof of optimality in global optimization are interval-based methods that interleave branching of the search-space and pruning of the subdomains that cannot contain an optimal solution. The exhaustive interval branch and bound methods have been widely studied since the 1960s and have benefitted from the development of refutation methods and filtering algorithms, stemming from the interval analysis and interval constraint programming communities. It is of the utmost importance: i) to compute sharp enclosures of the objective function and the constraints on a given subdomain; ii) to find a good approximation (an upper bound) of the global minimum. State-of-the-art solvers are generally integrative methods, that is they embed local optimization algorithms to compute a good upper bound of the global minimum over each subspace. In this document, we propose a cooperative framework in which interval methods cooperate with evolutionary algorithms. The latter are stochastic algorithms in which a population of individuals (candidate solutions) iteratively evolves in the search-space to reach satisfactory solutions. Evolutionary algorithms, endowed with operators that help individuals escape from local minima, are particularly suited for difficult problems on which traditional methods struggle to converge. Within our cooperative solver Charibde, the evolutionary algorithm and the intervalbased algorithm run in parallel and exchange bounds, solutions and search-space via message passing. A strategy combining a geometric exploration heuristic and a domain reduction operator prevents premature convergence toward local minima and prevents the evolutionary algorithm from exploring suboptimal or unfeasible subspaces. A comparison of Charibde with state-of-the-art solvers based on interval analysis (GlobSol, IBBA, Ibex) on a benchmark of difficult problems shows that Charibde converges faster by an order of magnitude. New optimality results are provided for five multimodal problems, for which few solutions were available in the literature. We present an aeronautical application in which conflict solving between aircraft is modeled by an universally quantified constrained optimization problem, and solved by specific interval contractors. Finally, we certify the optimality of the putative solution to the Lennard-Jones cluster problem for five atoms, an open problem in molecular dynamics.

Cette thèse propose une méthodologie de pilotage d'organisations complexes, ens'intéressant à de nouvelles méthodes de planification collaborative et d'optimisation d'interventions en environnements soumis à des rayonnements ionisants. En nous basant sur l'étude d'installations scientifiques et technologiques complexes tels que celles du CERN à Genève (Suisse) et de la GSI à Darmstadt (Allemagne), nous y analysons les besoins et contraintes de planification imposés par les environnements à risques en général, et par lesrayonnements ionisants en particulier. Les implications liées à la collaboration sont ensuite détaillées, et un modèle ontologique d'intervention est proposé afin de sélectionner les méthodes les plus adaptées au problème étudié. La méthode proposée dans cette thèse repose sur des techniques éprouvées en planification de projets ainsi qu'en conception de produits comme la Design Structure Matrix (DSM). Elle introduit en revanche dans ces domaines des méthodes habituellement rencontrées en intelligence artificielle : les algèbres temporelles qualitatives et la propagation des contraintes temporelles, ainsi que la recherche de compromis en cas de conflit. Cette « DSM Collaborative » a été implémentée dans une application prototype testée sur des cas pratiques au CERN et à la GSI, dont le premier est décrit dans l'ultime chapitre de cette thèse. C'est une approche qui place la ressource(essentiellement humaine) et les contraintes temporelles au coeur du processus de planification. Elle met l'accent sur la collaboration entre les différents participants, ainsi que sur la simulation et la comparaison multicritère de multiples scenarii plutôt que sur la recherche d'un unique optimum souvent irréalisable sur le plan pratique. / This work proposes a methodology to handle complexity in organizations byfocusing on innovative and collaborative planning and scheduling methods dedicated to the optimization of interventions in environments emitting ionizing radiations. By taking as work environment highly complex and technological scientific facilities such as the ones of CERN in Geneva (Switzerland) and GSI in Darmstadt (Germany), we analyze the needs and requirements induced in intervention planning and scheduling by hazardous environments in general, and then more specifically by ionizing radiations. The implications of collaborative work are then scrutinized, and an ontological model for interventions is designed in order to select the methods best suited to our problem. The framework we present in this work relies on methods sucessfully used in project planning and scheduling and innovative product design like the Design Structure Matrix (DSM). It also introduces in these fields methods borrowed to artificial intelligence planning and scheduling such as the temporal qualitative algebras, constraint propagation, and the search of compromises in case of conflicts. This so called “Collaborative DSM” has been implemented in a prototype software application tested at CERN and GSI on practical applications. The very first one and its results are presented in the final chapter of this thesis. This framework aims at placing resources (mostly human resources) and temporal constraints at the heart of the planning and scheduling process. It focuses on collaboration between the different actors involved, from coordinators to technicians, and on simulation and multiple-criteria comparison of several scenarios, rather than searching for a unique optimum, which often tends to be non-practical, should one even be found.

Cette thèse s'intéresse à des aspects divers des structures affines complexes branchées sur les surfaces de Riemann.Dans une première partie, nous étudions un invariant algébrique de ces structures appelé holonomie, qui est une représentation du groupe fondamental de la surface sous-jacente dans le groupe affine. Nous démontrons un théorème caractérisant les représentations se réalisant comme l'holonomie d'une structure affine.Nous nous intéressons ensuite à la géométrie de certains espaces de modules de telles structures qui viennent naturellement avec une structure hyperbolique complexe. Nous décrivons cette géométrie en terme de dégénérescences de structures affines.Enfin, nous regardons une sous-classe de structures affines dont chaque élément induit une famille de feuilletages sur la surface sous-jacente. Nous relions ces feuilletages à des systèmes dynamiques unidimensionnels appelés échanges d'intervalles affines et nous étudions un cas particulier en détails. / This thesis deals with several aspects of branched, complex affine structures on Riemann surfaces.In a first chapter, we study an algebraic invariant of these structures called holonomy, which is a representation of the fundamental group of the underlying surface into the affine group. We prove a theorem characterising such representations that arise as the holonomy of an affine structure.In a second part, we study certain moduli spaces of affine tori which happen to have an additional complex hyperbolic structure. We analyse the geometry of this structures in terms of degenerations of the underlying affine tori.Finally, we narrow our interest to a subclass of affine structures each element of which inducing a family of foliations on the underlying topological surface. We link these foliations to 1-dimensional dynamical systems called affine interval exchange transformations and study a particular case in details.

Ce travail de thèse porte sur la dynamique du flot linéaire des surfaces de translation et de sa renormalisation par le flot de Teichmüller introduite par H. Masur et W. Veech en 1982. Une version combinatoire de cette renormalisation, l'induction de Rauzy sur les échanges d'intervalles, fût introduite auparavant par G. Rauzy en 1979. D'une part, nous faisons une étude combinatoire des classes de Rauzy qui forment une partition de l'ensemble des permutations irréductibles et interviennent dans l'algorithme d'induction de Rauzy. Nous donnons une formule pour la cardinalité de chaque classe. D'autre part, nous étudions un modèle de billard infini périodique dans le plan appelé le "vent dans les arbres" introduit dans une version stochastique par P. et T. Ehrenfest en 1912 et par J. Hardy et J. Weber en 1980 dans la version périodique. Nous construisons une famille de directions pour lesquelles le flot du billard est divergent donnant ainsi des exemples de Z^2-cocycles divergents au-dessus d'échanges d'intervalles. De plus, nous démontrons que le taux polynomial de diffusion générique est 2/3 autrement dit que la distance maximale atteinte par une particule au temps t est de l'ordre de t^2/3. / In this thesis, we study the dynamics of the linear flow of translation surfaces and its renormalization by the Teichmüller flow introduced by H. Masur and W. Veech in 1982. A combinatorial version of the renormalization, the Rauzy induction on interval exchange transformations, was introduced by G. Rauzy in 1979. First of all, we consider the combinatorics of Rauzy classes which form a partition of the set of irreducible permutations and are part of the Rauzy induction. In a second time, we consider an infinite Z^2-periodic billiard in the plane called the wind-tree model. It was introduced in a stochastic version by P. and T. Ehrenfest in 1912 and in the periodic version by J. Hardy and J. Weber in 1980. We construct a family of directions for which the flow of the billiard is divergent and hence give examples of divergent Z^2-cocycles over interval exchange transformations. Moreover, we prove that the polynomial rate of diffusion is generically 2/3. In other words, the maximal distance reached by a particule below time t has the order of t^2/3.