La thèse est consacrée à l'étude des faisceaux encadrés sur des variétés non-singulières projectives et des propriétés géométriques de leurs espaces de modules. En particulier, on donne une généralisation au cas encadré des résultats connus pour les faisceaux (semi)stables sans torsion non-encadrés, comme l'existence de la filtration de Harder-Narasimhan (relative), théorèmes de restriction de Mehta-Ramanathan, compactification de Donaldson-Uhlenbeck, la définition de la classe d'Atiyah relative et la description de l'application de Kodaira-Spencer via la classe d'Atiyah relative, l'existence d'une structure symplectique holomorphe, dans certains cas, sur les espaces de modules de faisceaux encadrés. / The thesis is concerned with the study of framed sheaves on nonsingular projective varieties and the geometrical properties of their moduli spaces. In particular, it deals with a generalization to the framed case of known results for (semi)stable torsion free nonframed sheaves, such as the existence of the (relative) Harder-Narasimhan filtration, Mehta-Ramanathan restriction theorems, Uhlenbeck-Donaldson compactification, the definition of the relative Atiyah class and the description of the Kodaira-Spencer map in terms of the relative Atiyah class, the existence of a symplectic structure, in certain cases, on the moduli spaces of framed sheaves.

This thesis is on moduli spaces of complexes of sheaves and diagrams of such moduli spaces. The objects in these diagrams are constructed as geometric invariant theory quotients and the points in these quotients correspond to certain equivalence classes of complexes. The morphisms in these diagrams are constructed by taking direct sums with acyclic complexes. We then study the colimit of such a diagram and in particular are interested in studying the images of quasi-isomorphic complexes in the colimit. As part of this thesis we construct categorical quotients of a group action on unstable strata appearing in a stratification associated to a complex projective scheme with a reductive group action linearised by an ample line bundle. We study this stratification for a closed subscheme of a quot scheme parametrising quotient sheaves over a complex projective scheme and relate the Harder-Narasimhan types of unstable sheaves with the unstable strata in the associated stratification. We also study the stratification of a parameter space for complexes with respect to a linearisation determined by certain stability parameters and show that a similar result holds in this case. The objects in these diagrams are indexed by different Harder-Narasimhan types for complexes and are quotients of parameter schemes for complexes of this fixed Harder-Narasimhan type. This quotient is given by a choice of linearisation of the action and so the diagrams depend on these choices. We conjecture that these choices can be made so that for any quasi-isomorphism between complexes representing points in this diagram both complexes are identified in the colimit of this diagram.

Née sur les variétés algébriques, la notion de stabilité s'est ensuite généralisée aux variétés kähleriennes, puis, au variétés holomorphes compactes grâce à l'utilisation des métriques de Gauduchon. L'étude du comportement des fibrés (ou des faisceaux) non semi-stables n'a été faite de façon complète que dans le cas algébrique à travers la notion de filtration de Harder-Narasimhan (FHN). Nous poursuivons ici cette étude pour des variétés holomorphes compactes quelconques. Nous montrons qu'il est possible de définir le sous-faisceau de pente maximale d'un fibré vectoriel complexe. Ce sous-faisceau est obtenu comme limite au sens des sous-fibrés holomorphes faibles, notion déjà utilisée par Uhlenbeck et Yau pour la correspondance de Kobayashi-Hitchin, qui nous donne ici ``la bonne notion de convergence''. Nous démontrons l'existence d'une FHN dans ce cadre. Nous généralisons ensuite le résultat aux faisceaux cohérents sans-torsion. On est alors confronté à des problèmes de convergence liés à la non compacité de la base (lieu où le faisceau est localement libre). Nous montrons ensuite comment ces méthodes s'appliquent à une famille de fibrés (ou une famille plate de faisceaux sans-torsion) définie sur une déformation de variété holomorphe compacte pour obtenir des résultats d'existence de sous-faisceaux limites de type Bishop. On obtient par là-même une nouvelle démonstration de l'ouverture de la stabilité en déformation qui n'utilise pas la difficile correspondance de Kobayashi-Hitchin. Dans une deuxième partie, nous donnons des conditions équivalentes de simplicité et de stabilité pour les fibrés tangents des surfaces holomorphes compactes de la classe $VII$. Nous obtenons, en particulier, un exemple de déformation de surface à coquille sphérique globale qui illustre la non ouverture de la non semi-stabilité en déformation.

Le but de cette thèse est d'étudier diveres notions de positivité, dans le cadre de la géométrie algébrique et de la géométrie d'Arakelov, pour un fibré vectoriel sur une variété algébrique projective, et de développer des applications à l'étude de l'algébricité des sous-schémas formels des variété algébriques et du comportement asymptotique des polygones de Harder-Narasimhan.<br /><br />Dans la première partie de la thèse, on propose une condition appelée P3 d'un fibré vectoriel sur une varété algébrique projective de dimension au moins 1. On vérifie que cette condition est plus faible que l'amplitude du fibré vectoriel et dans le cadre de la géométrie algébrique complexe, plus faible que la 1-positivité. On montre que si la condition P3 est vérifiée pour le fibré normal du schéma de définition dans un sous-schéma formel, alors on a l'algébricité du sous-schéma formel considéré. Enfin, on donne une application de ce critère à la comparaison de l'équivalence dans un voisinage étale et celle dans un voisinage formel de deux couples de schémas. Une analogue de la condition P3 dans le cadre de la géométrie d'Araklov est aussi étudiée.<br /><br />Dans la deuxième partie de la thèse, on propose un nouveau point de vu de la filtration de Harder-Narasimhan d'un fibré vectoriel (resp. fibré vectoriel hermitien) sur une courbe projective lisse (resp. le spectre de un anneau des entiers algébriques). On en profite de ramener l'étude de la filtration (ou le polygone) de Harder-Narasimhan à celui de la mesure (borélienne sur R) associée. En combinant cette interprétation avec un argument combinatoire, on démontre que, sous des conditions techniques très faibles, les polygones de Harder-Narasimhan (normalisés) associés à une algèbre graduée de type fini en fibrés vectoriels (hermitiens) convergent uniformément vers une courbe concave sur [0,1], où la démonstration de la partie arithmétique utilise une nouvelle estimation de la pente maximale du produit tensoriel de plusieurs fibrés vectoriels hermitiens développée dans cette thèse.

Le foncteur D_cris de Fontaine nous permet d'obtenir des isocristaux à partir des représentations cristallines. Pour un groupe reductif G, on s'intéresse à étudier la réduction des réseaux dans une représentation cristalline avec G-structure V, vers les cristaux avec G-structure contenus dans D_cris(V). En utilisant la théorie des modules de Kisin, on donne une description de cette réduction en termes du groupe G, dans le cas où la représentation est (G-)ordinaire. Pour cela, il faut d'abord généraliser la construction de la filtration de Harder-Narasimhan des groupes p-divisibles, donnée par Fargues, aux modules de Kisin. / Fontaine’s D_cris functor allows us to associate an isocrystal to any crystalline representation. For a reductive group G, we study the reduction of lattices inside a germ of crystalline representations with G-structure V, to lattices (which are crystals) with G-structure inside D_cris(V). Using Kisin modules theory, we give a description of this reduction in terms of G, in the case when the representation V is (G-)ordinary. In order to do that, first we need to generalize Fargues’ construction of the Harder-Narasimhan filtration for p-divisible groups to Kisin modules.