Installé au cœur de l'interféromètre du Very Large Telescope (le VLTI, situé au sommet du Mont Paranal, dans le nord du Chili), l'instrument VINCI permet de recombiner la lumière infrarouge de deux télescopes séparés de manière cohérente. Il ouvre ainsi un accès vers la très haute résolution angulaire (quelques millisecondes d'angle), et des programmes de recherche novateurs dans des domaines aussi divers que la physique stellaire, les disques protoplanétaires ou bien encore l'étude des exoplanètes. Mon travail de thèse sur l'instrument VINCI a porté sur sa conception, en particulier la définition fonctionnelle de son logiciel d'exploitation, son installation au sommet du Mont Paranal et ses premières observations scientifiques. Le principe de fonctionnement et les performances de cet instrument sont décrits dans la première partie de ce document.<br /> Dans une seconde partie, j'aborde l'étude des étoiles variables Céphéides par interférométrie. Ces étoiles pulsantes jouent un rôle primordial dans l'estimation des distances astronomiques depuis qu'il a été établi que leur période de variation était liée à leur luminosité intrinsèque par la célèbre relation période-luminosité. Leur observation photométrique permet donc de calculer directement leur distance. Toutefois, notre connaissance du point zéro de cette relation est encore imparfaite, car elle repose sur la mesure des distances aux Céphéides galactiques les plus proches, encore mal connues. La très haute résolution angulaire apportée par l'instrument VINCI et le VLTI permettra bientôt l'étude fine de la pulsation de ces étoiles. Par la mesure simultanée de la vitesse radiale de pulsation et de la variation du diamètre angulaire de l'étoile, il sera possible de calculer directement la distance aux Céphéides les plus proches, et donc d'étalonner la relation période-luminosité. L'enjeu de ce programme : la calibration de cette relation avec une précision de 0,01 magnitude, soit un gain d'un facteur dix par rapport à notre connaissance actuelle.<br /> Au-delà de ce programme fondamental, je décris également les possibilités offertes par VINCI dans le domaine de l'étude des étoiles naines de la séquence principale, notamment de type solaire (avec application au couple d'étoiles Alpha Centauri A et B), et j'aborde brièvement l'étude des exoplanètes.

La mesure des distances aux galaxies proches de notre Voie Lactée a révolutionné notre compréhension de l'échelle de distance et a fourni la preuve de l'expansion de l'univers. Notamment les distances aux Petit et Grand Nuages de Magellan sont deux échelons essentiels de l'échelle des distances cosmiques. De nombreuses méthodes indépendantes (comme celle des RR Lyrae, des Céphéides ou des étoiles Red clump) ont été utilisées pour déterminer ces distances. Le but de mon travail de thèse est d'améliorer notre compréhension de la relation BSC grâce à l'interférométrie optique. Pour cela, j'ai utilisé l'instrument VEGA installé sur l'interféromètre CHARA. Cet instrument fonctionne dans le visible et bénéficie de la plus longue base du monde. VEGA a une résolution spatiale de 0.3 mas, ce qui en fait un outil idéal pour une détermination précise des diamètres des étoiles. Dans un premier temps j'ai déterminé le diamètre de huit étoiles de type OBA avec une précision moyenne de 1.5%. Ensuite j'ai combiné ces diamètres avec d'autres mesures collectées dans la littérature pour ainsi donner une nouvelle relation BSC pour ce type d'étoiles. Dans un second temps, une étude théorique de l'impact de rotation sur la relation BSC a été faite pour comprendre les effets physiques influant sur la précision de cette relation de manière à compenser la dispersion existant actuellement et ce dans le but d'améliorer encore la précision sur les distances extragalactiques. / Measuring distances separating our own Galaxy from nearby ones revolutionized our understanding of the distance scale and provided the evidence for the expansion of the universe. The distances to the Small and Large Magellanic Clouds are critical steps of the cosmic distance ladder, and they have been determined using numerous independent methods (as, RR Lyrae stars, Cepheids and "red clump" stars). The aim of my thesis work is to improve our understanding of the Surface Brightness-Color relation (SBC) using optical interferometry. For this, we use the interferometer VEGA on CHARA. This instrument operates in the visible and benefits from the baselines of the CHARA interferometer. It has a spatial resolution of 0.3 mas, which makes it an ideal tool to determine diameters of stars. At first I determined the diameter of eight OBA-type stars with an average accuracy of 1.5%. Then I combined these diameters with others collected from the literature, to determine a new SBC relation for this type of stars. In a second step, a theoretical study of the impact of the rotation on the SBC relation was made to understand the physical effects affecting the accuracy of this relation and suppress the currently existing dispersion in order to further improve the accuracy of extragalactic distances.