L'homologie de contact a ete introduite par Eliashberg, Givental et<br />Hofer. Dans cette theorie, on compte des courbes pseudo-holomorphes dans la symplectisation d'une variete de contact, qui convergent a l'infini vers des orbites fermees du champ de Reeb. Ces orbites sont supposees non degenerees et, en particulier, isolees. Cette hypothese rend le calcul de l'homologie de contact tres difficile.<br />L'objet de cette these est de developper des techniques de calcul pour l'homologie de contact dans des situations de type Morse-Bott, dans lesquelles les orbites de Reeb fermees forment des sous-varietes de la variete de contact. On demande une hypothese de type Morse-Bott sur la forme de contact, une propriete de positivite pour l'indice de Maslov, des restrictions generales sur le flot de Reeb, et $c_1(\xi) = 0$.<br />On utilise ensuite ces methodes pour calculer l'homologie de contact dans plusieurs exemples, pour illuster leur efficacite. On utilise ces invariants de contact pour montrer que $T^5$ et $T^2 \times S^3$ possedent une infinite de structures de contact deux a deux non isomorphes, dans la classe d'homotopie formelle triviale.

L'homologie de contact est un invariant homologique pour variétés de contact dont la définition est basée sur l'utilisation de courbes holomorphes. Ce travail de thèse concerne l'étude de cet invariant dans le cas des produits de contact. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L'objectif de cette thèse est d'investiguer les relations entre les propriétés topologiques d'une variété de contact et la dynamique des flots de Reeb dans la variété de contact en question. Dans la première partie de la thèse, nous établissons une relation entre la croissance de l’homologie de contact cylindrique d'une variété de contact et l'entropie topologique des flots de Reeb dans cette variété de contact. Nous utilisons ce résultat dans les chapitres 8 et 9 pour montrer l'existence d'un grand nombre des nouvelles variétés de contact de dimension 3 dans lesquelles tous les flots de Reeb ont entropie topologique positive. Dans le chapitre 10, nous prouvons un résultat obtenu en collaboration avec Chris Wendl qui donne une obstruction dynamique pour qu'une variété de contact de dimension 3 soit planaire. Cette obstruction est utilisée pour montrer que, si une variété de contact de dimension 3 possède un flot de Reeb qui est uniformément hyperbolique (Anosov) avec variétés invariantes traversalement orientables, alors cette variété de contact n'est pas planaire. Dans le chapitre 11, nous étudions l'entropie topologique des flots de Reeb dans les fibrés unitaires des surfaces de genre plus grand que 1. Nous montrons que la restriction de chaque flot de Reeb en au ensemble limite de presque toute fibre unitaire a une entropie topologique positive. / In this thesis we study the relations between the contact topological properties of contact manifolds and the dynamics of Reeb flows. On the first part of the thesis, we establish a relation between the growth of the cylindrical contact homology of a contact manifold and the topological entropy of Reeb flows on this manifold. We build on this to show in Chapter 6 that if a contact manifold M admits a hypertight contact form A for which the cylindrical contact homology has exponential homotopical growth rate, then the Reeb flow of every contact form on M has positive topological entropy. Using this result, we exhibit in Chapter 8 and 9 numerous new examples of contact 3-manifolds on which every Reeb flow has positive topological entropy. On Chapter 10 we present a joint result with Chris Wendl that gives a dynamical obstruction for contact 3-manifold to be planar. We then use the obstruction to show that a contact 3-manifold that possesses a Reeb flow that is a transversely orientable Anosov flow, cannot be planar. On Chapter 11 we study the topological entropy for Reeb flows on spherizations. The result we obtain is a refinement of a result of Macarini and Schlenk, that states that every Reeb flow on the unit tangent bundle U of a high genus surface S has positive topological entropy. We show that for any Reeb flow on U, the omega-limit of almost every Legendrian fiber is a compact invariant set on which the dynamics has positive topological entropy.

L'objectif de cette thèse est d'investiguer la relation entre l'homologie de contact Legendrienne d'une variété de contact de dimension 3, et l'entropie topologique des flots de Reeb associés à cette variété de contact. Une variété de contact est une variété differentielle M de dimension impaire munie d'un champ d'hyperplan Y maximalement non-intégrable. Les champs de Reeb sont une classe speciale de champs de vecteurs sur M qui sont définis en utilisant la structure de contact; ils préservent la structure de contact et ils préservent aussi une forme de volume sur M.<p><p>L'entropie topologique h est un nombre non-négatif qu'on associe à un système dynamique et qui mesure la complexité de ce système. Si un système dynamique est d'entropie topologique positive, on dit que ce système est chaotique.<p><p>Comme les champs de Reeb sont construits en utilisant la structure de contact Y, il est naturel d'attendre que la topologie de (M,Y) influence la dynamique des champs de Reeb auxquels elle est associée. En particulier, il est naturel de se demander s'il existe des variétés de contact dont tous les champs de Reeb associés ont une entropie topologique positive. Si une varieté de contact a cette propriété, on dira qu'elle est d'entropie positive. <p><p>Macarini et Schlenk ont été les premiers à étudier cette question. Ils ont montré qu'il existe un grand ensemble de variétés différentielles Q, telles que le fibré unitaire T_1 Q muni de sa structure de contact canonique Y_{can} est d'entropie topologique positive. Plus précisement, ils ont utilisé l'homologie de Floer Lagrangienne, qui est un invariant symplectique, pour montrer que si Q est rationnellement hyperbolique alors (T_1 Q,Y_{can}) est d'entropie positive. <p><p>Pour étudier l'entropie topologique dans le cas où M n'est pas un fibré unitaire on substitue à l'homologie de Floer Lagrangienne un invariant plus naturel des variétés de contact: l'homologie de contact Legendrienne à bandes. On demontre dans cette thèse que l'homologie de contact Legendrienne à bandes est bien adaptée pour étudier l'entropie topologique. Plus précisement, on montre que quand l'homologie de contact Legendrienne à bandes est bien définie pour un champ de Reeb associé à (M,Y) et sa croissance est exponentielle, alors (M,Y) est d'entropie positive. <p><p>On utilise ce résultat pour trouver des nouveaux exemples de variétés de contact de dimension 3 qui sont d'entropie positive. On montre même qu'il y a des variétés de dimension 3 qui possèdent une infinité de structures de contact différentes qui sont toutes d'entropie positive. Ces résultats et bien d'autres nous permettent de conjecturer que la ``plupart' des variétés de contact de dimension 3 sont d'entropie positive. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished