Résumé :
Dans le cadre du modèle standard du Big Bang, le deutérium est l'élément dont l'abondance primordiale est la plus sensible à la densité baryonique de l'Univers. Cet élément est uniquement créé lors de la nucléosynthèse primordiale, quelques minutes après le Big Bang ; aucune théorie standard n'en prédit actuellement d'autres sources significatives. Au contraire, étant brûlé dans les étoiles, son abondance D/H décroît au cours de l'évolution cosmique. Les mesures de D/H apportent ainsi des contraintes sur les modèles de Big Bang et d'évolution chimique des galaxies.
On peut distinguer trois types de mesures de D/H : les abondances primordiale, proto-solaire et interstellaire, respectivement représentatives de l'Univers il y a environ 15 milliards d'années, 4.5 milliards d'années et à l'époque actuelle. Si l'évolution du deutérium semble qualitativement claire, les résultats concernant ces trois types d'abondance ne convergent pas pour l'instant vers trois valeurs bien définies.
Les travaux entrepris durant cette thèse sont reliés à la mesure de l'abondance interstellaire du deutérium. Celle-ci s'obtient habituellement par l'observation spectroscopique en absorption des séries de Lyman de l'hydrogène et du deutérium. Ces observations se font dans le domaine ultraviolet, au moyen d'observatoires spatiaux. Les résultats présentés ici ont été obtenus avec le Télescope spatial Hubble puis le satellite FUSE, récemment mis en orbite. D'autre part, une nouvelle méthode d'observation du deutérium a été proposée, dans le domaine visible à partir de télescopes au sol. Ce travail a mené aux premières détections et à l'identification de la série de Balmer du deutérium, observée en émission dans des régions HII avec le Télescope Canada-France-Hawaii et le Very Large Telescope.

Abstract:
In the frame of the standard Big Bang model, the primordial abundance of deuterium is the most sensitive to the baryonic density of the Universe. It was synthetized only during the primordial nucleosynthesis few minutes after the Big Bang and no other standard mechanism is able to produce any further significant amount. On the contrary, since deuterium is burned up within stars, its abundance D/H decreases along cosmic evolution. Thus, D/H measurements constrain Big Bang and galactic chemical evolution models.
There are three samples of deuterium abundances : primordial, proto-solar and interstellar. Each of them is representative of a given epoch, respectively about 15 Gyrs past, 4.5 Gyrs past and present epoch. Although the evolution of the deuterium abundance seems to be qualitatively understood, the measurements show some dispersion.
Present thesis works are linked to deuterium interstellar abundance measurements. Such measurements are classically obtained from spectroscopic observations of the hydrogen and deuterium Lyman series in absorption in the ultraviolet spectral range, using space observatories. Results presented here were obtained with the Hubble Space Telescope and FUSE, which has recently been launched. Simultaneously, a new way to observe deuterium has been proposed, in the visible spectral range from ground-based telescopes. This has led to the first detections and the identification of the deuterium Balmer series, in emission in HII regions, using CFHT and VLT telescopes.