Abstract FR:

La propagation d'impulsions electromagnetiques est d'importance fondamentale en science pure et appliquee, et le developpement recent des sources d'impulsions laser ultracourtes intenses a ajoute beaucoup de visions interessantes a ce probleme. Les larges bandes spectrales, les puissances tres elevees, et la nature (3+1)-dimensionnelle de ces champs (3 dimensions spatiales plus le temps) provoquent des effets lineaires et non-lineaires complexes qui ont pose des defis significatifs aux chercheurs. Ces dernieres annees un effort important a ete consacre a l'etude de la propagation des faisceaux laser puissants en atmosphere aussi bien que dans d'autres materiaux transparents, comme par exemple des verres. Un interet particulier s'est concentre sur des systemes laser femtoseconde (fs), capables de fournir des puissances tres elevees avec peu d'energie. En raison de la puissance elevee, la reponse nonlineaire du milieu joue un role preponderant dans la propagation. Une propagation spectaculaire et tres peu commune de lumiere a ete observe recemment. Quand des impulsions laser ultracourtes et intenses sont lancees dans l'air il s'auto-organisent en filaments, qui se propagent sur des distances tres longues. Cette these presente une etude systematique de la filamentation femtoseconde. Commencant par le developpement des diagnostics experimentaux pour mettre en evidence l'existence des canaux ionises a la trainee des filaments (chapitre 1). Suivi par des etudes experimentales et numeriques detaillees de la filamentation a differentes longueurs d'onde et pour differents materiaux non-lineaires (chapitres 2, 3, 5). Terminant par des applications des filaments sur le declenchement et le guidage des decharges electriques (chapitre 4), ainsi que le sondage de l'atmosphere en utilisant le continuum blanc des filaments (chapitre 6).