Dans le manuscrit de cette thèse, je décris mes activités de recherche en traitement du signal, des images et en l'instrumentation pour l'astronomie et je présente les projets que je compte développer dans les prochaines années. Les thématiques que j'ai abordées sont très variées, et les applications ont concerné à la fois les étoiles doubles visuelles et spectroscopiques, les galaxies elliptiques à coquilles et la turbulence atmosphérique et de profils de vitesse du vent par la technique SCIDAR.

Parmi les principaux résultats astrophysiques auxquels j'ai contribué, on peut mentionner la validation des modèles de fusion pour expliquer l'origine des coquilles, la mise en évidence de matière noire dans les galaxies elliptiques, la constitution d'échantillons représentatifs et l'étude détaillée de nombreuses binaires spectroscopiques, dont certaines à longue période, de type FGKM, Am et d'étoiles à spectre composite. En particulier une étude approfondie d'un échantillon d'une centaine d'étoiles Am a permis de mettre en évidence des effets de marées, se manifestant par une circularisation des orbites et une synchronisation entre la rotation axiale des étoiles et leur mouvement orbital. Notre étude a conduit à préciser la valeur de paramètres importants pour la modélisation (rayons fractionnaires critiques) et nous avons pu comparer les temps caractéristiques théoriques de circularisation et synchronisation avec les âges estimés pour ces systèmes. L'accord est convenable pour le synchronisme mais moins bon pour la circularisation. Les effets de marée observés semblent plus importants que ceux prévus par la théorie, dans le cas d'étoiles à enveloppe radiative.

En ce qui concerne les étoiles doubles ,visuelles, en collaboration avec un groupe de chercheurs européens, nous avons obtenu plusieurs milliers de mesures avec PISCO et PISCO2, en utilisant des techniques d'interférométrie des tavelures. Ces mesures très précises ont été calibrées de façon absolue avec un réseau de diffraction, et ont une résolution atteignant la limite de diffraction du télescope. Elles ont déjà conduit à la révision de quelques centaines d'orbites. Les périodes orbitales étant très longues, souvent supérieures à des centaines d'années, l'observation des étoiles doubles est un programme de fond, qui nécessite régularité et durée dans le temps. Ce programme ne peut se faire que dans le cadre d'une collaboration internationale et inter-générationnelle. Au fur et à mesure des publications, nos mesures ont été intégrées dans la base de données spécialisée de l'observatoire de l'US. Navy de Washington (USA), qui est ouverte à toute la communauté.

Sur le plan instrumental mes activités ont concerné principalement la conception, la réalisation et le suivi de l'exploitation d'instruments comme PISCO et PISCO2, avec une part importante consacrée au développement de logiciels temps réel pour le contrôle des instruments, des détecteurs et le traitement des données. Les principaux critères que nous avons retenus ont été ``performance et fiabilité'', puisque ces instruments et logiciels sont utilisés, pratiquement toutes les nuits de beau temps, depuis de nombreuses années (plus de 20 ans pour PISCO).

Le traitement des données de PISCO m'a aussi conduit à développer des programmes d'inversion de profils de turbulence atmosphérique à partir d'observation SCIDAR, qui peuvent fonctionner en mode non supervisé et en temps réel. Ils permettent de restaurer des profils de la turbulence (constante de structure d'indice, seeing, rayon et temps de cohérence) et des paramètres du vent en altitude (vitesse et direction) dans les couches turbulentes. Lorsque les observations ont été obtenues en mode ``SCIDAR généralisé'', ils permet de caractériser la turbulence dans toutes les couches traversées, depuis l'intérieur de la coupole jusqu'à des altitudes de 20 à 23 km.

J'ai aussi écrit des programmes de calcul d'orbites à partir de mesures de vitesses radiales pour des systèmes à deux ou trois composantes. La difficulté de ce problème résidait principalement dans l'irrégularité de l'échantillonnage des mesures.

Enfin depuis quelques années, je travaille sur des problèmes délicats de calibration de phase en astronomie et en géodésie, auxquels mon principal collaborateur, A. Lannes (L2S, Paris), a apporté une solution élégante et originale.

Pour les prochaines années, je voudrais travailler sur plusieurs projets en collaboration avec des collègues, mais aussi si possible avec la participation d'étudiants (stages niveau ``master'' ou ``thèse''):

-- projets ''Instrumentaux'' concernant (i) le transfert de PISCO sur le nouveau télescope EST de 1~m de l'OCA, avec une automatisation de l'acquisition et du traitement des données. (ii) l'automatisation des fonctions de PISCO2 sur la lunette L76 de Nice, et (iii) le développement d'un logiciel de traitement pour le mode ``Shack-Hartmann'' de PISCO.

-- projets sur la thématique "Signal" ayant trait à (i) la mise en oeuvre des méthodes de calibration proposées par A. Lannes pour la radio-astronomie (ALMA) et pour les réseaux GNSS, (ii) et à la classification non supervisée de sources détectées par le télescope spatial XMM-Newton.

-- projets ''Astrophysique'' concernant l'observation d'étoiles doubles pré-séquence principale du diagramme HR et des naines rouges du voisinage solaire avec PISCO et PISCO2, pour déterminer les masses de ces étoiles, encore mal connues.