Theoretical and experimental investigations of ultrashort laser filamentation in gases

La filamentation est a l'origine de transformations spatio-temporelles des impulsions laser ultrabreves et de leur milieu de propagation. Le travail de cette these a ete d'approfondir la comprehension de ce type de propagation. Ainsi, des simulations numeriques reproduisant la propagation des filaments dans les gaz ont ete developpees. Experimentalement, nous avons demontre que l'elargissement du spectre est statistiquement ordonne, permettant d'apprehender la dynamique du supercontinuum. De plus, nous avons etudie la propagation de deux filaments, la concatenation des deux canaux plasma et le fort elargissement des spectres dus aux interactions croisees des impulsions. Parallelement, nous avons montre que les hautes intensites regnant au sein des filaments induisent une forte birefringence, conduisant a la generation d'une lame demi-onde ultra-rapide. Enfin, nous avons etudie la propagation d'un laser de 20 J, 32 TW dans l'atmosphere, conduisant a la generation de centaines de filaments et d'un supercontinuum detectable jusque dans la stratosphere.