String theory in the early universe

String theory is a rich and elegant framework which many believe furnishes a UV-complete unified theory of the fundamental interactions, including gravity. However, if true, it holds at energy scales out of the reach of any terrestrial particle accelerator. While we cannot observe the string regime directly, we live in a universe which has been evolving from the string scale since shortly after the Big Bang. It is possible that string theory underlies cosmological processes like inflation, and that cosmology could confirm or constrain stringy physics in the early universe. This makes the intersection of string theory with the early universe a potential window into otherwise inaccessible physics. The results of three papers at this intersection are presented in this thesis. First, we address a longstanding problem: the apparent incompatibility of the experimentally constrained axion decay constant with most string theoretic realisations of the axion. Using warped compactifications in heterotic string theory, we show that the axion decay constant can be lowered to acceptable values by the warp factor. Next, we move to the subject of cosmic strings: linelike topological defects formed during phase transitions in the early universe. It was realised recently that cosmic superstrings are produced in many models of brane inflation, and that cosmic superstrings are stable and can have tensions within the observational bounds. Although they are now known not to be the primary generators of primordial density perturbations leading to structure formation, the evolution of cosmic string networks could have important consequences for astrophysics and cosmology. In particular, there are quantitative differences between cosmic superstring networks and GUT cosmic string networks. We investigate the properties of cosmic superstring networks in warped backgrounds, where they are expected to be produced at the end of branePlusieurs croient voir en la théorie des cordes une riche et élégante façon d'obtenir une théorie UV complète et unifiée des interactions fondamentales, incluant la gravité. Même si elle s'avérait vrai, son application se restreindrait toutefois à des énergies hors d'atteinte des accélérateurs de particules terrestres. Malgré qu'on ne puisse observer le régime des cordes directement, l'univers dans lequel nous vivons a évolué à partir d'une échelle comparable à la taille d'une corde peu de temps après le Big Bang. Il est donc possible que la théorie des cordes soit à l'origine de processus cosmologiques comme l'inflation et que l'étude de ces derniers permette de confirmer ou de contraindre la physique des cordes alors que l'univers était jeune. Ainsi, à l'intersection de la théorie des cordes et du régime dans lequel se baignait l'univers naissant se trouve probablement une fenêtre pour la physique qui serait autrement inatteignable. Dans cette thèse, nous présentons les travaux de trois articles reliés à cette intersection. Premièrement, nous nous intéressons à un problème de longue date: l'apparente incompatibilité entre la valeur de la constante de désintégration de l'axion contrainte expérimentalement et celle prédite par la plupart des théories de cordes. En utilisant les compactifications déformées de la théorie hétérotique des cordes, nous montrons que la constante de désintégration de l'axion peut être diminuée à des valeurs acceptables grâce au facteur de déformation.Par la suite, nous nous tournons vers l'étude des cordes cosmiques: les défauts topologiques de type <<ligne>> se formant lors des transitions de phase dans l'univers naissant. Il fut découvert récemment que des supercordes cosmiques peuvent être produites par plusieurs modèles d'inflation de branes. Ces supercordes peuvent être stables et même avoir des vale