Ce mémoire est une contribution à la résolution du problème d'équivalence pour les variétés de Cauchy-Riemann en dimension inférieure ou égale à 5. On traite d'abord du cas des variétés CR de dimension 5, qui sont 2-nondégénérées et de rang de Levi constant égal à 1. Pour une telle variété, on obtient deux invariants, J et W, dont l'annulation simultanée caractérise l'équivalence locale à une variété modèle, le tube au-dessus du cône de lumière. Si l'un des deux invariants ne s'annule pas, on construit un parallélisme absolu, i.e. on montre que le problème d'équivalence se réduit à un problème d'équivalence entre {e}-structures de dimension 5. On étudie ensuite le problème d'équivalence pour certaines variétés CR de dimension 4 appelées variétés de Engel. Ce problème est résolu par la construction d'une connexion de Cartan sur un fibré principal de dimension 5. On traite ensuite du cas de variétés CR de dimension 5 dont le fibré CR vérifie une certaine hypothèse de dégénérecence. Le problème d'équivalence est résolu dans ce cas par la construction d'une connexion de Cartan sur un fibré de dimension 6. Enfin, on détermine les algèbres de Lie des automorphismes infinitésimaux des modèles pour les trois classes de variétés CR étudiées. / This memoir contributes to solve the equivalence problem for CR-manifolds in dimension up to 5. We first deal with the equivalence problem for 5-dimensional CR-manifolds which are 2-nondegenerate and of constant Levi rank 1. For such a manifold M, we find two invariants, J and W, the annulation of which gives a necessary and sufficient condition for M to be locally CR-equivalent to a model hypersurface, the tube over the light cone. If one of the invariants does not vanish on M, we construct an absolute parallelism on M, that is we show that the equivalence problem reduces to an equivalence problem between 5-dimensional {e}-structures. We then study the equivalence problem for 4-dimensional CR-manifolds which are known as Engel manifolds. This problem is solved by the construction of a canonical Cartan connection on a 5-dimensional bundle through Cartan's equivalence method. We also study the equivalence problem for 5-dimensional CR-manifolds whose CR-bundle satisfies a certain degeneracy assumption, and show that in this case, the problem is solved by the construction of a Cartan connection on a 6-dimensional bundle. The last part of this memoir is devoted to the determination of the Lie algebra of infinitesimal automorphisms for the model manifolds of the three previous classes.

Nous étudions dans cette thèse le roulement sans glissement et sans pivotement de deux variétés lisses M et Ṁ l'une sur l'autre de dimensions et n et ṅ respectivement. L'objectif principal est de chercher des conditions nécessaires et suffisantes de la commandabilité du système commandé défini par le roulement. Dans le premier chapitre, on présente les motivations et le plan de la thèse ainsi les notations utilisées le long des chapitres. Dans le deuxième chapitre, on caractérise l'espace d'état du roulement quand M et Ṁ sont des variétés Riemanniennes lorsque n n'est pas nécessairement égal à ṅ et du développement quand M et Ṁ sont des variétés affines munies des connexions affines avec n = ṅ Ainsi, on donne les relèvements et les distributions correspondant aux deux notions précédentes. Le troisième chapitre contient quelques résultats de la commandabilité du système de roulement des variétés Riemanniennes. Plus précisément, on présente les conditions nécessaires de la non-commandabilité du roulement d'une variété Riemannienne 3-dimensionnelle sur une autre 2-dimensionnelle.Le chapitre 4 porte sur le roulement d'une variété Riemannienne de dimension 2 sur une autre de dimension 3. On trouve que la dimension d'une orbite non-ouverte quelconque de l'espace d'état appartient à {2,5,6,7}. Les aspects géométriques de deux variétés sont liés principalement avec le fait que la variété de dimension 3 contient une sous-variété totalement géodésique de dimension 2.Dans le dernier chapitre, on introduit et étudie un concept d'holonomie horizontale associé à un triplet (M,∇,Δ ) avec M variété différentielle connexe, ∇ connection affine complète sur M et Δ distribution complètement commandable. Si H^∇est le groupe d'holonomie associé à Ṁ on considère alors son sous-groupe obtenu uniquement en considérant le transport ∇- parallèle par rapport aux lacets dans M tangents à la distribution Δ On le note H_Δ^∇et on l’appelle groupe d'holonomie horizontal. On prouve que le groupe d'holonomie horizontal H_Δ^∇ est un sous-groupe de Lie de GL(n). Puis, on démontre par un exemple que la fermeture du groupe d'holonomie horizontal restreint (H_Δ^∇ )^0 n'est pas nécessairement égal à H_Δ^∇. A cette fin, on utilise le modèle du roulement avec M un groupe de Carnot homogène munie d'une connexion de Levi-Civita associée à une métrique Riemannienne sur l'espace Euclidien R^n munie de la connexion Euclidienne. / In this thesis, we study the rolling motion without spinning nor slipping of a smooth manifolds M and Ṁ against another of dimensions n and ṅ respectively. The purpose is to find the necessary and sufficient conditions for the controllability issue of the system of rolling. We start by a French review of the principal results of the thesis is included in the introduction. In Chapter 1, we present the motivations of the subject thesis, the structure of the contents and the notations used along the manuscript. The second chapter contain a characterization of the state space of rolling manifolds when M and Ṁ are Riemannian manifolds with n and ṅ are not necessarily equal and of the development of manifolds when M and Ṁ are affine manifolds of dimension n = ṅ equipped with affine connections. We also state the definitions of the lifts and the distributions with respect to the previous notions. The controllability results of the rolling system of Riemannian manifolds is included in Chapter 3. We give all the necessary conditions of the non-controllability of rolling of 3-dimensional Riemannian manifold against 2-dimensional Riemannian manifold. Chapter 4 deals with the rolling of a 2-dimensional Riemannian manifold against a 3-dimensional Riemannian manifold. We prove that the dimension of an arbitrary non-open orbit of the state space belongs to {2,5,6,7}. The geometrical aspects of the two manifolds depend on the existence of a 2-dimensional totally geodesic submanifold in the 3-dimensional manifold. The last chapter introduces and addresses the issue of horizontal holonomy associated to a triple (M,∇,Δ) with M smooth connected manifold, ∇ complete affine connection M and Δ completely controlable distribution over M. If H_Δ^∇. denotes the holonomy group associated with (M,∇) one considers its subgroup obtained by considering only the ∇- parallel transport with respect to loops of M tangent to the distribution Δ This subgroup is denoted by H_Δ^∇ and we call it horizontal holonomy group. We prove that the horizontal holonomy group H_Δ^∇ is a Lie subgroup of GL(n). Then, we show by means of an example that the closure of a restricted horizontal holonomy group on a Riemannian manifold is not necessarily equal to the holonomy group of the Riemannian manifold. To this end, we use the rolling problem of M taken as a step 2 homogeneous Carnot group equipped with the Levi-Civita connection associated to a Riemannian metric onto the Euclidean space R^n equipped with the Euclidean connection.

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Une variété algébrique est dite unirationnelle si elle est dominée par un espace projectif ; elle est dite séparablement unirationnelle si on peut prendre le morphisme précédent séparable. Cette dernière propriété n'a d'intérêt qu'en caractéristique positive. En reprenant la démonstration de Paranjape et Srinivas de l'unirationalité des hypersurfaces de degré très petit devant la dimension, nous remarquons qu'elle montre en fait l'unirationalité séparable. Nous nous intéressons aussi à la séparabilité des morphismes fournis par différentes constructions classiques de l'unirationalité des hypersurfaces cubiques.<br /><br />Dans la troisième partie, nous étudions la connexité rationnelle séparable : une variété projective lisse X sur un corps algébriquement clos est dite séparablement rationnellement connexe s'il existe une courbe rationnelle très libre (c'est-à-dire à fibré normal ample) sur X. Nous testons sur les hypersurfaces de Fermat de dimension N-1 et de degré q+1, où q est une puissance de la caractéristique du corps de base, la conjecture que toutes les hypersurfaces lisses de dimension N-1 et de degré plus petit que N sont séparablement rationnellement connexes. Nous montrons que pour N plus grand que 2q-1, l'hypersurface de Fermat de degré q+1 contient une courbe rationnelle très libre définie sur le sous-corps premier ; elle est donc séparablement rationnellement connexe.

Partant d'une cône-variété hyperbolique compacte de dimension n>2, on étudie les déformations de la métrique dans le but d'obtenir des cônes-variétés Einstein. Dans le cas où le lieu singulier est une sous-variété fermée de codimension 2 et que tous les angles coniques sont plus petits que 2pi, on montre qu'il n'existe pas de déformations Einstein infinitésimales non triviales préservant les angles coniques. Ce résultat peut s'interpréter comme une généralisation en dimension supérieure du célèbre théorème de Hodgson et Kerckhoff sur les déformations des cônes-variétés hyperboliques de dimension 3.<br />Si tous les angles coniques sont inférieurs à pi, on donne ensuite une construction qui à chaque variation donnée des angles associe une déformation Einstein infinitésimale correspondante.

Un théorème dû à Zak montre un lien pour le moins mystérieux entre des objets algébriques, les algèbres de Jordan, et des objets apparaissant naturellement dans le cadre de la géométrie projective complexe, les variétés de Scorza. La première partie de cette thèse essaie d'expliquer ce lien. Tout d'abord, la variété des éléments de rang de Jordan 1 dans une algèbre de Jordan est définie puis étudiée en détail: c'est une variété de Scorza et elle est l'image d'une généralisation de l'application de Veronese de degré deux. Ensuite, je donne des variantes de la preuve du théorème de Zak qui expliquent directement le lien avec les algèbres de Jordan, mais aussi l'homogénéité des variétés de Scorza et le rapport avec les espaces préhomogènes symétriques. Une technique omniprésente pour cette étude consiste à définir une algèbre par des constructions de géométrie projective: celle-ci permet de définir l'algèbre de Jordan dans laquelle vivent toutes les variétés de Scorza, mais s'applique plus généralement à un grand nombre d'autres algèbres. Par exemple, je donne une définition géométrique des algèbres de matrices, des algèbres de Lie et des algèbres de composition. De nombreux résultats de nature algébrique peuvent ainsi être retrouvés par des raisonnements géométriques particulièrement simples. J'étudie ainsi le groupe d'automorphismes d'une algèbre de Jordan et prouve une description des groupes spinoriels d'ordre pair. L'autre partie de cette thèse montre des théorèmes d'annulation pour les fibrés vectoriels amples. Je propose une généralisation d'un théorème dû à Laytimi et Nahm pour les puissances de Schur d'un fibré vectoriel correspondant à un produit tensoriel de crochets. Je démontre aussi des résultats pour les fibrés vectoriels de petit rang: ceux-ci impliquent une petite partie de la conjecture de Fulton et Lazarsfeld concernant la connexité de lieux de dégénérescence d'un morphisme de fibrés vectoriels. Par ailleurs, j'obtiens aussi des résultats plus forts dans le cas où le fibré est muni d'une forme quadratique non dégénérée ou symplectique à valeurs dans un fibré en droites. Ces résultats sont conséquence de théorèmes sur la cohomologie de Dolbeault des fibrés en droites homogènes sur les grassmanniennes, isotropes ou non. Je donne plusieurs résultats nouveaux concernant cette cohomologie.

L'objectif de cette thèse consiste en l'étude du revêtement universel des variétés kählériennes compactes, de leurs systèmes pluricanoniques et des liens qui les unissent. Dans un premier temps, nous étudions la $\Gamma$-réduction d'une variété kählérienne compacte vue comme quotient de Remmert biméromorphe de son revêtement universel. La dimension de l'espace quotient est par définition la $\Gamma$-dimension d'une telle variété. Les grandes lignes de l'étude de cet invariant sont les suivantes : lien avec l'existence de formes holomorphes $L^2$ sur le revêtement universel, comportement de la $\Gamma$-dimension dans les fibrations, place de la $\Gamma$-réduction dans la théorie de la classification, structure des variétés de type $\pi_1$-général (au moins en petite dimension). La fin de cette première partie est consacrée à l'étude de l'invariance par déformation de la $\Gamma$-dimension en dimension 3. Cette propriété est établie dans diverses situations, par exemple dans les cas des familles de variétés kählériennes qui ne sont pas de type général. La deuxième partie porte sur la méthode One-Tower d'extension de formes pluricanoniques. Nous mettons en effet cette partie à profit pour montrer comment adapter cette méthode dans différentes situations. Ainsi, après quelques rappels sur les différentes notions de positivité des fibrés en droites et sur les idéaux multiplicateurs, nous établissons des résultats d'extension de sections pluricanoniques dans les contextes suivants : famille projective de variétés (avec fibré canonique tordu par un fibré en droites pseudo-effectif), hypersurface d'une variété projective, fibre générale de la $\Gamma$-réduction pour les variétés de type général et famille des revêtements universels.

Dans cette thèse, on étudie plusieurs sujets sur la géométrie des variétés rationnellement connexes. Une variété complexe est dite rationnellement connexe si par deux points généraux, il passe une courbe rationnelle. Le premier sujet qu'on étudie est la base d'une fibration lagrangienne d'une variété projective irréductible symplectique de dimension quatre. On prouve qu'il y a aux plus deux possibilités pour la base. Dans la deuxième partie, on classifie certain type de variétés de Fano. Enfin, on étudie les structures des variétés rationnellement connexes singulières qui portent des pluri-formes non nulles / In this dissertation, we study several subjects on the geometry of rationally connected varieties. A complex variety is called rationally connected if for two general points, there is a rational curve passing through them. The first subject we study is the base of a Lagrangian fibration of a projective irreducible symplectic fourfold. We prove that there are at most two possibilities for the base. In the second part, we classify certain type of Fano varieties. In the end, we study the structures of singular rationally connected varieties which carry non-zero pluri-forms

À toute variété de contact, on peut associer canoniquement une variété symplectique appelée sa symplectisation de sorte que la géométrie de contact peut se reformuler en termes de géométrie symplectique équivariante. Au sujet de cette construction fondamentale, une question basique restait ouverte : si deux variété de contact ont des symplectisations isomorphes sont-elles isomorphes ? On construit dans cette thèse des contre-exemples à cette question. Il existe en effet, en toute dimension impaire supérieure ou égale à 5, des variétés de contact non difféomorphes admettant pourtant des symplectisations isomorphes. On construit également, sur une même variété deux structures de contact non conjuguées par un difféomorphisme mais admettant des symplectisations isomorphes. Les démonstrations sont basées sur un phénomène bien connu en topologie différentielle (l'existence de h-cobordismes non triviaux, détectée par la torsion de Whitehead) ainsi que sur des résultats de flexibilité en géométrie symplectique dus à Cieliebak et Eliashberg. Un autre résultat de cette th?e affirme que ces variété de contact, bien que non isomorphes, le deviennent toutefois après un nombre suffisant de sommes connexes avec un produit de sphères. / To any contact manifold one can associate a symplectic manifold called its symplectisation in such a way that contact geometry can be reformulated in terms of equivariant symplectic geometry. Concerning this fundamental construction, a basic question remained open : if two contact manifolds have isomorphic symplectizations, are they isomorphic ? In this thesis, we construct counter-examples to this question. Indeed, in any odd dimension greater than or equal to 5, there exist non-diffeomorphic contact manifolds with isomorphic symplectisations. In addition, we construct two contact structures on a closed manifold that are not conjugate by a diffeomorphism though their symplectizations are isomorphic. The proofs are based on a well-known phenomenon in differential topology (the existence of non-trivial h-cobordisms, detected by Whitehead torsion) as well as flexibility results in symplectic geometry due to Cieliebak and Eliashberg. Another result from this thesis asserts that though these contact manifolds are not isomorphic, they become so after sufficiently many connect sum with a product of spheres.

Cette thèse est consacré à l'étude des T-variétés affines à l'aide de la présentation due à Altmann et Hausen. On s'intéresse plus particulièrement au cas des actions hyperboliques du groupe multiplicatif Gm. Dans une première partie, on étudie les espaces affines exotiques, c'est-à-dire des variétés affines lisses et contractiles, en supposant de plus qu'elles sont munies d'une action de Gm. En particulier, dans le cas de dimension 3, on réinterprète la construction des variétésde Koras-Russell en terme de diviseurs polyédraux, et on donne des constructions de variétés affines lisses et contractiles en dimension supérieure à 3.Dans une deuxième partie, on introduit la propriété pour une G-variété d'être G-uniformément rationnelle, c'est-à-dire que tout point de cette variété admet un voisinage ouvert G-stable, qui est isomorphe de manière equivariante à un ouvert G-invariant de l'espace affine. En particulier, on exhibera des Gm-variétés qui sont lisses et rationnelles mais qui ne sont pas Gm-uniformément rationnelle. / This thesis is devoted to the study of affine T-varieties using the Altmann-Hausen presentation. We are especially interested in the case of hyperbolic actions of the multiplicative group Gm. In the first part, exotic affine spaces are studied, that is, smooth contractible affine varieties, assuming in addition that they are endowed with a Gm-action. In particular, in the case of dimension 3, we reinterpret the construction of Koras-Russell threefolds in terms of polyhedral divisors andwe give constructions of smooth contractible affine varieties and in dimensionslarger than 3.In the second part we consider the property of G-uniform rationality for a G-variety. This means that every point of this variety there exists an open G-stable neighborhood, which is equivariantly somorphic to a G-stable open subset of the affine space. In particular we will exhibit Gm-varieties which are smooth and rational but not Gm-uniformly rational.