The search potential of a Standard Model Higgs boson in the Vector Boson Fusion production mechanism with Higgs boson decaying to two leptons and two neutrinos via decay to two Z bosons with the ATLAS detector is investigated. The ATLAS detector is a general purpose detector in operation at CERN measuring proton-proton collisions produced by the Large Hadron Collider. This channel has been shown to have high sensitivity at large Higgs mass, where large amounts of missing energy in the signal provide good discrimination over expected backgrounds. This work takes a first look at whether the sensitivity of this channel may be improved using the remnants of the vector boson fusion process to pro- vide extra discrimination, particularly at lower mass where sensitivity of the main analysis is reduced because of lower missing energy. Simulated data samples at centre of mass energy 7 Te V are used to derive signal significances over the mass range between 200-600 Ge V / c2. Because of varying signal properties with mass, a low and a high mass event selection were developed and optimized. A comparison between simulated and real data (collected in 2010) is made of variables used in the analysis and the effect of pileup levels corresponding to those in the 2010 data is investigated. Possible methods to estimate some of the main backgrounds to this search are described and discussed. The impact • of important theoretical and detector related systematics are taken into account. Final results are presented in the form of 95 % Confidence Level exclusion limits on the signal cross section relative to the SM prediction as a function of Higgs boson mass, based on an integrated luminosity of 33.4 pb -1 of data collected during 2010.

Searches for the supersymmetric partner of the top quark (stop) are motivated by natural supersymmetry, where the stop has to be light to cancel the large radiative corrections to the Higgs boson mass. This thesis presents three different searches for the stop at √s = 8 TeV and √s = 13 TeV using data from the ATLAS experiment at CERN’s Large Hadron Collider. The thesis also includes a study of the primary vertex reconstruction performance in data and simulation at √s = 7 TeV using tt and Z events. All stop searches presented are carried out in final states with a single lepton, four or more jets and large missing transverse energy. A search for direct stop pair production is conducted with 20.3 fb−1 of data at a center-of-mass energy of √s = 8 TeV. Several stop decay scenarios are considered, including those to a top quark and the lightest neutralino and to a bottom quark and the lightest chargino. The sensitivity of the analysis is also studied in the context of various phenomenological MSSM models in which more complex decay scenarios can be present. Two different analyses are carried out at √s = 13 TeV. The first one is a search for both gluino-mediated and direct stop pair production with 3.2 fb−1 of data while the second one is a search for direct stop pair production with 13.2 fb−1 of data in the decay scenario to a bottom quark and the lightest chargino. The results of the analyses show no significant excess over the Standard Model predictions in the observed data. Consequently, exclusion limits are set at 95% CL on the masses of the stop and the lightest neutralino.

ATLAS est un détecteur de particules installé auprès du collisionneur de protons le LHC fonctionnant depuis 2010 avec une énergie dans le centre de masse de 7TeV. L'analyse de ses premières données in situ : les muons cosmiques en 2008, puis les données faisceau du LHC de 2009 ont permis de montrer que le calorimètre électromagnétique est opérationnel et performant sur l'ensemble de sa couverture. une étude visant à évaluer la matière en son amont a montré que les informations issues des électrons permettent une cartographie de la matière du trajectographe interne jusqu'à l'entrée du calorimètre. En 2009 et 2010, l'analyse des collisions à 900GeV et 7TeV a permis de vérifier l'accord entre données et simulation des variables utilisées pour l'identification des électrons. Enfin, la recherche du boson de jauge lourd chargé W' en électron et neutrino reste possible avec une définition exclusivement carlorimétrique de l'energie transverse manquante, plus robuste pour la nouvelle physique / ATLAS is a particule detector based at the Large Collider which has been delivering collisions with an energy in the cenre of masss of 7TeV from the start of 2010. The analysis of the first in situ data, cosmic muons in 2008 and LHC beam data in 2009, showed the electromagnetic calorimeter was operational and efficient on its whole coverage. In order to evaluate the amount of material upstream the calorimeter, a method was developed showing the information from the electron allows mapping the material from the inner tracker to the calorimeter entrance. In 2009 and 2010, the analysis of Vs=900GeV and Vs=7TeV collision data allowed to check the data-simulation agreement for electron identification variables. Finally, the search of a charged heavy gauge boson W' decaying in an electron and a neutrino remains possible using a calorimetric only definition of missing transverse energy.

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Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

The SCT is a silicon strip detector forming a part of the tracking system of the ATLAS experiment at the LHC. The tracking performance of SCT is influenced by several fundamental effects: multiple scattering, Lorentz drift, energy loss variation, noise occupancy, and δ-ray production. In this thesis, the task requested by the SCT detector group has been performed. Clusters containing a δ-ray, which are assigned to a track were studied on data samples, specially prepared for this purpose. A correction to the affected cluster positions was successfully developed. The correction to δ-rays has been implemented into the ATHENA reconstruction framework and its performance was evaluated. A meaningful usage of correction for the detector alignment has been proposed. The ongoing detailed verification of the performance within the event reconstruction is partially beyond the scope of the thesis work.

La fonctionnalisation par voie catalytique de substrats naturels a été menée dans le but d’accroître l’activité biologique reconnue de la molécule naturelle de départ ou de découvrir de nouvelles activités. Des réactions catalytiques telles que l’hydroformylation et l’alcoxycarbonylation mettant en jeu le monoxyde de carbone et catalysées par des complexes du rhodium et du palladium ou encore la réaction de cycloisomérisation catalysée par des complexes d’or ou du platine ont déjà permis d’accéder sélectivement à de nouvelles molécules intéressantes. Dans une première partie nous nous sommes intéressés à l’huile essentielle du cèdre de l’atlas (cedrus atlantica) qui est constituée d’une partie hydrocarbure et d’une partie oxygénée. Notre étude s’est focalisée sur la partie oxygénée de l’huile essentielle du cèdre de l’atlas qui est composée de deux cétones isomères, les Z- et E-α- atlantones. La réaction de cyclocarbonylation des alcools allyliques dérivés des α-atlantones a été étudiée. Cette réaction catalysée par des complexes du palladium permet d’obtenir des lactones à 5 et à 6 chainons. Plusieurs systèmes catalytiques de type [PdCl2L2]/SnCl2.2H2O ont été testés, lors de cette étude et nous avons montré que la regiosélectivité de la réaction peut être contrôlée par la nature du ligand utilisé. Ainsi, les ligands monophosphines favorisent la formation des lactones à 6 chainons obtenues sous forme de deux diastéréoisomères et les ligands diphosphines favorisent la formation de celles à 5 chainons obtenues sous forme de quatre diastéréoisomères. Ces lactones sont complètement caractérisées par RMN 1D et 2D et la spectrométrie de masse. Des monocristaux ont été obtenus et analysés par diffraction des rayons X. Dans une deuxième partie, la synthèse d’aldéhydes par réaction d’hydroformylation à partir de l’estragol, un allylbenzène extrait de l’huile essentielle de l’estragon, a été étudiée en présence du système catalytique [Rh(cod)(OMe)]2/ligand phosphole. Ainsi, nous avons évalué l’activité de plusieurs ligands phospholes dans cette réaction d’hydroformylation. Tous les ligands phospholes testés se sont révélés actifs et chimiosélectifs dans la réaction d’hydroformylation d’estragol pour donner majoritairement l’aldéhyde linéaire correspondant. Dans une étude préliminaire, nous avons étudié la réaction de cycloisomérisation d’énynes oxygénés dérivés d’α-atlantones catalysée par des complexes d’or ou du platine. / The catalytic functionnalisation of the natural substrates have been developped to increase their own biological activity or to give them new biological properties. The reactions such as hydroformylation, alkoxycarbonylation and cyclocarbonylation in presence of carbon monoxide catalyzed by rhodium or palladium complexes or cycloisomerisation catalyzed by gold or platinium complexes give an access to new interesting molecules with high selectivity. In first part we have been interested in study of the essential oil of the Atlas Cedar (Cedrus Atlantica). We focused in this study on the oxygenated fraction, which contains the two sesquiterpenic ketone,isomers Z- and E-α-atlantone. Starting from allylic alcohols derived from α-atlantone, the cyclocarbonylation reaction catalyzed by palladium complexes have been investigated. This reaction provide a mixture of five and six membered ring lactones with excellent conversion and excellent chemioselectivity. Different catalytic systems [PdCl2L2]/SnCl2.2H2O or [Pd(OAc)2]/L have been studied. The regiochemical control depends on the nature of the ligand L. The monophosphine ligands favor the formation of the six-membered ring lactones obtained as two diastereomers, while the diphosphine ligands allow the formation of the five- membered ring lactone obtained as four diastereomers. These new lactones were fully characterized by 1D and 2D NMR and mass spectrometry. Monocrystals of the six- and five-membered ring lactones suitable for X-ray diffraction analysis have been obtained. In a second part the hydroformylation reaction of estragol, a natural allylbenzene extracted from the essential oil of estragon, have been studied with the catalytic system [Rh(cod)(OMe)]2/phospholes. All the phosphole ligands show good activities and chemoselectivities in the hydroformylation of estragol and affords the linear aldehyde corresponding as a major product. In a preliminary study, we have investigated the cycloisomerisation reaction of o-tethered enynes derived from α-atlantones catalyzed by gold or platinum complexes.

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Cette thèse de doctorat se focalise sur la fin du Précambrien, le Néoprotérozoïque, une période charnière dans lhistoire de la Terre, par létude dunités ophiolitiques datées entre 800 et 700 Ma. Les travaux présentés ici portent sur létude pétrographique, géochimique et magnétique des serpentinites de ces ophiolites. Associées à des sutures panafricaines en bordure des cratons ouest africain et amazonien, ces ophiolites sont les témoins des subductions et de la lithosphère océanique associées à la dislocation du supercontinent Rodinia. Létude de ces ophiolites permet de proposer des contextes de formation pour ces sections de lithosphère océanique. Une autre question à lorigine de ce travail était : Létude de la serpentinisation et de lhydrothermalisme associé permet-elle dapporter des contraintes sur le paléoenvironnement océanique ? Les travaux sur les serpentinites et les roches mafiques associées des unités ophiolitiques de lAraguaia belt (757 ± 49 Ma1, Brésil) constituent la première étude géochimique réalisée sur ces unités. La chimie des spinelles couplée à des travaux de modélisation géochimique, portant essentiellement sur les concentrations en REE, attestent dun protolithe hautement réfractaire, ayant enduré entre 14 et 24 % de fusion partielle. Ces travaux témoignent aussi de laffinité abyssale de ces serpentinites, confirmée par les signatures N-MORB et E-MORB des basaltes associés. Il apparait que la serpentinisation de ces unités sest probablement opérée en deux temps, en domaine océanique, puis par interaction avec des fluides dérivés des sédiments encaissants, aboutissant à de forts enrichissements en LILE, en B et en Li dans ces serpentinites. Finalement, nous proposons que ces sections de lithosphère océanique, ainsi que les métasédiments les abritant (Tocantins group), soient les reliques dune transition océan-continent (TOC) en bordure est du craton amazonien. Les études de terrain, pétrographiques et géochimiques sur les sections ophiolitiques de Khzama (762 ± 2 Ma2) et dAït Ahmane (Anti-Atlas, Maroc) ont dans un premier temps permis de confirmer le lien supposé entre ces deux ophiolites. Les spinelles des serpentinites de ces unités sont caractérisés par des Cr# très élevés et des Mg# bas témoignant dun protolithe ayant enduré des taux de fusion supérieurs à 25 %, confirmant leur affinité avec la zone de subduction anti-atlasique. Ceci est corroboré par de très faibles concentrations en éléments incompatibles comme Al, Ti, HREE et HFSE. Le contexte le plus probable concernant la genèse de ces sections de lithosphère est ainsi un même centre daccrétion arrière-arc intra-océanique, à la marge du supercontinent Rodinia. Létude comparative des serpentinites de ces ophiolites a aussi permis de mettre en évidence en évidence lintérêt des mesures magnétiques pour tracer le degré daltération des spinelles chromifères dans les serpentinites, approche pouvant être étendue à dautres types de roches. Notamment, nous montrons que la Cr-magnétite et la ferritchromite peuvent être identifiées à laide des mesures de susceptibilité magnétique en chauffe. Enfin, lassociation des méthodes magnétiques, pétrographiques et géochimiques nous permet de proposer un modèle concernant la formation des veines de magnétite massives de lunité dAït Ahmane Nord. Nous montrons que le triptyque : serpentinites et spinelles altérés et veines de magnétite centimétriques, constitue un système hydrothermal abyssal fossile, de type fumeur noir. Dans ce contexte, les compositions isotopiques en oxygène des veines de magnétite permettent de proposer une valeur du 18O des océans néoprotérozoïques profonds de -1.33 ± 0.98 (VSMOW), soit une valeur très similaire à lactuel (entre -1 et +1 VSMOW). Elle tranche aussi le débat sur lévolution du 18O des océans au cours des temps géologiques en attestant dune constance de celui-ci, au moins depuis le Néoprotérozoïque. / This Doctoral thesis focus on the end of the Precambrian, the Neoproterozoic, a pivotal period in the Earth history, by the study of ophiolitic units dated between 800 and 700 Ma. This work essentially deals with the petrography, geochemistry and magnetism of serpentinites from these ophiolites. They are associated with Panafrican orogenic belts along the West African and the Amazonian cratons and witnesses the subductions and the oceanic lithosphere associated to the break-up of the supercontinent Rodinia. The study of these neoproterozoic ophiolites allowed us to propose the formation settings for these sections of oceanic lithosphere. Another question behind this work is: Does the study of serpentinization and associated hydrothermalism allows one to provide constraints on the oceanic paleoenvironment? Work on the serpentinites and associated mafic rocks from the Araguaia belt ophiolitic units (757 ± 49 Ma1, Brazil) constitute the first geochemical study realized on these units. The Cr-spinel chemistry coupled with geochemical modeling, concerning essentially the REE concentrations, attest to a highly refractory protolith that endured between 14 and 24% of partial melting. This work also indicate an abyssal affinity (i.e. MOR rather than SSZ) of these serpentinites, which is confirmed by the N-MORB and E-MORB geochemical signature of the associated basalts. It appears that the serpentinization of these units probably took place in two steps, first in oceanic domain and then by interaction with fluids derived from the surrounding sediments after obduction, leading to strong LILE, B and Li enrichments in the serpentinites. Finally, we propose two potential settings concerning the origin of the sections of oceanic lithosphere presently found in the Araguaia belt: (1) an ocean-continent transition or (2) slices of a more mature lithosphere trapped into an accretionary wedge. Fieldwork, petrography and geochemical analysis on serpentinites from the Khzama (762± 2 Ma²) and Aït Ahmane ophiolitic sections (Anti-Atlas, Morocco) firstly allowed to confirm the supposed link between these two ophiolites. Cr-spinels in serpentinites from these units are characterized by very high Cr# and low Mg# testifying of a protolith having endured partial melting greater the 25%, confirming their affinity with the anti-atlasic subduction zone. This is corroborated by very low incompatible element concentrations such as Al, Ti, HREE and HFSE. Thus, the most likely setting for the genesis of these sections of lithosphere is a same intra-oceanic back-arc spreading center at the margin of the Rodinia supercontinent. The comparative study of all studied serpentinites from Neoproterozoic ophiolites in different settings also demonstrates the ability of magnetic measurements in monitoring the Cr-spinel alteration degree, a method which can be extended to other types of rocks. In particular, we show that Cr-magnetite and ferritchromite can be identified using thermomagnetic curves. Finally, the association of magnetic, petrographic and geochemical methods allows us to propose a model concerning the formation of the massive magnetite veins of the North Aït Ahmane unit. We show that the triptych consisting in: altered serpentinites, spinels and centimetric magnetite veins, results from a fossil, black smoker type, abyssal hydrothermal system. In this context, the oxygen isotopic compositions of the magnetite veins provide a 18O value of the deep Neoproterozoic oceans of -1.33 ± 0.98 (VSMOW), a value that is very similar to the current one (between -1 and +1 VSMOW). It also settles the debate on the evolution of the 18O of the oceans during geological time, attesting of its consistency, at least since the Neoproterozoic.