Cette thèse présente une étude expérimentale de la transition de mouillage de l'hélium liquide sur la surface du césium métallique et une détermination de la ligne de prémouillage de ce liquide sur la surface du rubidium. On rappelle tout d'abord le critère établi par Cheng et al. pour le mouillage à température nulle d'une surface par l'hélium liquide, ainsi que son extension à température non-nulle pour déterminer la température de mouillage et la ligne de prémouillage. Une amélioration de ce modèle est présentée, qui prend en compte la variation avec la température de différents paramètres. Les méthodes expérimentales utilisées sont originales sur deux points: le mouillage d'une surface est détecté par une mesure de conductivité thermique, tirant parti du lien existant entre la superfluidité du film d'hélium à basse température et son épaisseur; Les surfaces étudiées sont celles du métal massif conservées dans des cellules scellées. La transition de mouillage a été observée sur le césium. Elle a été trouvée continue et hystérétique. La mise au point d'une technique de désaturation des films en cellule scellée a permis d'observer la transition de prémouillage à différentes températures sur une même surface de rubidium. La ligne de prémouillage a été déterminée expérimentalement entre 1 et 1.7 kelvins. Elle suggère que la surface du rubidium est faiblement mouillée à température nulle. Enfin, il a été montré que l'oxydation limitée d'une surface de rubidium la rendait moins mouillable par l'hélium. Pour la première fois, nous avons observé une surface de rubidium sèche à saturation, ainsi que la transition de démouillage sur cette surface.

Le pompage optique laser des mélanges gazeux d'hélium peut fournir, dans un champ magnétique faible, de fortes valeurs de polarisation nucléaire. Une technique thermique efficace qui permet la circulation des atomes d'hélium 3 dans la cellule expérimentale rend possible le transfert, en régime stationnaire, de la polarisation nucléaire du gaz à un échantillon liquide à basse température. La relaxation sur les parois de la cellule est efficacement réduite par l'utilisation de césium métallique. Dans de tels échantillons, fortement aimantés et anisotropes, c'est le champ dipolaire qui contrôle l'évolution de l'aimantation. Des modes amortis d'aimantation sont observés par une technique de RMN pulsée. L'analyse détaillée de leur fréquence et de leur taux d'amortissement donne des informations sur la densité d'aimantation et le coefficient de diffusion de spin dans des mélanges polarisés. Les expériences relatées ici sont réalisées à des températures supérieures à 0.2K dans des mélanges dont la concentration en hélium 3 est au moins de l'ordre de quelques pour cents. Quand survient la séparation de phase, la phase riche en hélium 3 renferme une forte densité d'aimantation. Des résultats préliminaires concernant l'observation de la séparation de phase et la mesure du potentiel chimique de l'hélium 4 sont également donnés dans cette thèse.

Cette thèse présente une étude expérimentale de la dynamique de mouillage d'un film d'4He liquide superfluide sur une surface de césium, lors de la traversée en température de la transition de prémouillage. Pour imager le film d'hélium, nous avons adapté aux basses températures une méthode de contraste interférentiel différentiel, qui donne accès selon une direction au gradient de couverture locale d'hélium. Les couches de césium ont été fabriquées par évaporation in situ à froid. Elles montrent des angles de contact de l'hélium équivalents à ceux des autres groupes utilisant le même procédé de fabrication. L'épaisseur de films d'hélium a été mesuré en fonction de la désaturation sur ces surfaces et est compatible avec les valeurs attendues. Suivant les surfaces de césium, deux types de comportement du film durant la transition de prémouillage ont été observés. Sur un premier type de surface, l'envahissement par le film s'effectue en passant par un état intermédiaire qui apparaît comme un mélange de surface sèche et mouillée à une échelle inférieure à la résolution. Nous n'avons eu accès alors qu'à la proportion de surface sèche à l'avant du film, moyennée sur la tache de diffraction. L'évolution de la couverture moyenne avec la température peut s'interpréter dans le cadre du modèle d'Ising à champ aléatoire à température nulle sans nucléation, avec un paramètre de désordre important. Sur un deuxième type de surface, les longueurs de corrélation du film sont bien plus importantes et l'invasion de la surface par le film s'effectue par une avancée observable du bord du film. Celle-ci se fait à température constante, le film progressant par avalanches successives activées thermiquement. La vitesse d'avancée du front du film a été mesuré en fonction de la température et de l'épaisseur du film.

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Ce travail de thèse est consacré à l'étude des propriétés magnétiques et structurales de différents types de nanostructures magnétiques: fils électrodéposés, plots circulaires et carrés. Il ressort de cette étude que dans le cas des fils électrodéposés de petit diamètre (29nm), la variation des différents paramètres de préparation comme le pH de la solution électrolytique,le courant de dépôt, conduit à différentes orientations de l'axe c. Un deuxième aspect qui nous a intéressé pendant ce travail a été l'influencé des interactions dipolaires sur les propriétés magnétiques des plots circulaires et carrés. Dans le cas des plots circulaires nous avons montré la possibilité de contrôler le sens de circulation de l'aimantation à l'intérieur des plots en arrangeant les plots dans des différentes configurations. On a analysé trois types des réseaux formés: des chaînes de deux plots, chaînes des plots en zig- zag et des plots arrangés dans une structure hexagonale. Sur les réseaux des plots circulaires et carrés, on a mis en évidence l'existence d'une anisotropie du champ de nucléation et d'annihilation. Cette anisotropie se manifeste par la variation du champ de nucléation et d'annihilation avec l'angle fait par le champ magnétique extérieur avec l'axe de la chaîne.

Dans cette thèse nous étudions les aspects théoriques et expérimentaux de la méthode de Variation de Contraste par Polarisation Nucléaire (VCPN) appliquée à la diffusion de neutrons aux petits angles. Nous exposons les bases théoriques de la diffusion de neutrons en mettant en évidence le fondement de la méthode VCPN: la forte dépendance en spin, en particulier pour les protons, de l'interaction noyau-neutron. Nous présentons également les principes de la RMN en nous attardant sur les méthodes de polarisation dynamique par effet solide, qui permettent de contrôler la polarisation des protons des échantillons, et par là même de maîtriser la variation de contraste. Nous présentons une étude essentiellement théorique de la méthode VCPN dite ``en statique'' qui suppose que la polarisation nucléaire est homogène dans l'échantillon et constante au cours de l'expérience. Nous montrons qu'elle permet, en réalisant plusieurs acquisitions à différentes polarisations, d'obtenir les fonctions de structure de système à composants multiples, et cela, sans avoir à recourir à plusieurs échantillons. Pour cela, nous avons testé un dispositif simple de stabilisation de la polarisation nucléaire. Nous exposons également une nouvelle application de la méthode VCPN dite ``en dynamique''. Nous avons montré l'existence, dans des mélanges glycérol-eau deutérés dopés par des centres paramagnétiques, de domaines de polarisation nucléaire pendant les premières secondes de la polarisation dynamique par effet solide. Ceci renforce considérablement la diffusion cohérente des centres paramagnétiques. Nous abordons les raisons théoriques expliquant l'apparition de ces domaines de polarisation, ainsi que les différentes techniques permettant de les observer par diffusion de neutrons.

L'étude structurale et magnétique de la partie riche en bismuth, 0,7 ≥ x ≥ 0,5, du système BixCa1-xMnO3 est présentée dans ce manuscrit. Les résultats des techniques de diffraction des rayons X, des neutrons, des électrons, de microscopie électronique en transmission haute résolution et de mesures des propriétés macroscopique ont été confrontés afin de produire une interprétation la plus juste possible expliquant les relations entre propriétés magnétique et structure. Des échantillons poly-cristallins et des monocristaux ont été synthétisé à cette fin. Le composé x = 0.5 semble à part. Un modèle de localisation des charges « unique » est présenté pour x = 0,55, 0,6 et 0,64. La localisation des charges se fait, non pas sur un site Mn, mais sur une entité MnOMn (polaron de Zener). Plusieurs modèles de structures magnétiques, dont le modèle de type CE, permettent de modéliser les diffractogrammes BT de ces composés.<br />Quand x augmente les couplages ferromagnétiques tendent à augmenter. Le composé Bi0.67Ca0.33MnO3 apparaît comme un composé charnière pour lequel la localisation des charges est déstabilisée. L'étude de son état magnétique BT a confirmé la coexistence d'un état verre de spin et d'un ordre magnétique à longue distance. L'origine de l'état verre de spins dans Bi0.67Ca0.33MnO3 est interprétée comme une dilution de domaines FM dans une matrice AFM induite par l'occupation aléatoire du site A par le Bi et le Ca. Bien que le composé Bi0.71Ca0.24MnO3 présente le même état BT, une surstructure nucléaire différente de type [111]p (proche de celle du multiferroïque BiMnO3) a été affinée. Un modèle de frustration magnétique a été proposé en se basant sur l'ordre orbitalaire affiné dans ce composé.

Dans les hydrures de phases de Laves AMn2Hy (A = Y ou terre rare magnétique), le réseau de l'hydrogène interagit fortement avec les réseaux magnétiques, en particulier avec celui topologiquement frustré du Mn. Nous avons étudié l'ordre magnétique par diffraction et diffusion inélastique de neutrons, et avons observé une énorme richesse de comportements magnétiques pilotés par la présence ou non du magnétisme de la terre rare, le type de substitutions dans le réseau frustré Mn, la concentration H et surtout l'état d'ordre du réseau de l'hydrogène. Ce travail a révélé de nouvelles phases magnétiques, qui combinent un très haut degré de désordre à des températures d'ordre élevées. La pression induit dans ces composés désordonnés des effets spectaculaires ségrégation chimique de l'hydrogène, transitions isostructurales ou encore stabilisation d'un nouveau type d'ordre magnétique à longue portée. Nous avons aussi effectué les premières mesures de diffraction de neutrons sous pression dans le système topologiquement frustré Tb2Ti207, qui présente un comportement liquide de spin, et observé l'apparition d'un ordre magnétique à longue portée.<br />Mots-clés : hydrures, frustration topologique, magnétisme, diffraction de neutrons, diffusion inélastique de neutrons, pression hydrostatique, liquide de spin.