Le Large Area Telescope à bord du satellite Fermi, lancé le 11 juin 2008, est un télescope spatial observant l'univers des hautes énergies. L'instrument couvre l'intervalle en énergie de 20MeV à 300GeV avec une sensibilité nettement améliorée et la capacité de localiser des sources ponctuelles. Il détecte les photons ? par leur conversion en paire électron- positron, et mesure leur direction et leur énergie grâce à un trajectographe et un calorimètre. Cette thèse présente les courbes de lumières et les mesures spectrales résolues en phase des pulsars radio et gamma détectés par le LAT. La mesure des paramètres spectraux (flux, indice spectral, et énergie de coupure) dépend des fonctions de réponse de l'instrument (IRFs). Une méthode développée pour la validation en orbite de la surface efficace est présentée en utilisant le pulsar de Vela. Les efficacités des coupures entre les données du LAT et les données simulées sont comparées à chaque niveau de la rejection du fond. Les résultats de cette analyse sont propagés vers les IRFs pour évaluer les systématiques des mesures spectrales. La dernière partie de cette thèse présente les découvertes de nouveaux pulsars ? individuels tels que PSR J0205+6449, J2229+6114, et J1048-5832 à partir des données du LAT et des éphémérides radio et X. Des analyses temporelles et spectrales sont investies dans le but de contraindre les modèles d'émission gamma. Finalement, nous discutons les propriétés d'une large population de pulsars gamma détectés par le LAT, incluant les pulsars normaux et les pulsars milliseconde. / The Large Area Telescope (LAT) on Fermi, launched on 2008 June 11, is a space telescope to explore the high energy ?-ray universe. The instrument covers the energy range from 20MeV to 300GeV with greatly improved sensitivity and ability to localize ?-ray point sources. It detects ?-rays through conversion to electron-positron pairs and measurement of their direction in a tracker and their energy in a calorimeter. This thesis presents the ?-ray light curves and the phase-resolved spectral measurements of radio-loud gamma-ray pulsars detected by the LAT. The measurement of pulsar spectral parameters (i.e. integrated flux, spectral index, and energy cut-off) depends on the instrument response functions (IRFs). A method developed for the on-orbit validation of the effective area is presented using the Vela pulsar. The cut efficiencies between the real data and the simulated data are compared at each stage of the background rejection. The results are then propagated to the IRFs, allowing the systematic uncertainties of the spectral parameters to be estimated. The last part of this thesis presents the discoveries, using both the LAT observations and the radio and X ephemeredes, of new individual ?-ray pulsars such as PSR J0205+6449, and the Vela-like pulsars J2229+6114 and J1048-5832. Timing and spectral analysis are investigated in order to constrain the ?-ray emission model. In addition, we discuss the properties of a large population of ?-ray pulsars detected by the LAT, including normal pulsars, and millisecond pulsars.

Dédié à l'étude du ciel en rayons gamma, le satellite Fermi comporte à son bord le Large Area Telescope (LAT), sensible au rayonnement gamma de 20 MeV à 300 GeV. Les données recueillies par le LAT depuis son lancement en 2008 ont permis de multiplier par 10 le nombre de noyaux actifs de galaxie (NAG) détectés dans le domaine du GeV. Les rayons gamma observés dans les NAGs proviennent de processus énergétiques faisant intervenir des particules chargées de très haute énergie. Ces particules sont confinées dans un jet de plasma magnétisé qui prend sa source dans une région proche du trou noir supermassif habitant la zone centrale de la galaxie hôte. Ce jet s’éloigne à des vitesses aussi élevées que 0.9999c, formant dans de nombreux cas des lobes radio sur des échelles du kiloparsec voire du mégaparsec. Les NAGs dont le jet fait un angle faible avec la ligne de visée sont appelés blazars. La combinaison de cette très faible inclinaison du jet par rapport à la ligne de visée et de vitesses d’éjection relativistes donne lieu à des effets relativistes : mouvements apparents superluminiques, amplification de la luminosité et modification des échelles de temps. Les blazars sont caractérisés par une extrême variabilité à toutes les longueurs d’onde, sur des échelles de temps allant de quelques minutes à plusieurs mois. Une étude temporelle et spectrale du plus brillant d'entre ceux détectés par le LAT, 3C 454.3, a été réalisée afin de contraindre les modèles d'émission. Une nouvelle méthode de génération de courbes de lumière à échantillonnage adaptatif est également proposée dans cette thèse. Celle-ci permet d'extraire le maximum d'information des données du LAT quel que soit l'état de flux de la source. / The Fermi Gamma-ray Space Telescope was launched on 2008 June 11, carrying the Large Area Telescope(LAT), sensitive to gamma-rays in the 20 MeV – 300 GeV energy range. The data collected since then allowed to multiply by a factor of 10 the number of Active Galactic Nuclei (AGN) detected in the GeV range. Gamma-rays observed in AGNs come from energetic precesses bringing into play very high energy charged particles. These particles are confined in a magnetized plasma jet rising in a region close to the supermassive black hole in the center of the host galaxy. This jet moves away with velocities as high as 0.9999c, forming in many cases radio lobes on kiloparsec or even megaparsec scales. Among the AGNs, those whose jet inclination angle to the line of sight is small are called blazars. The combination of this small inclination angle with relativistic ejection speeds leds to relativistic effects : apparent superluminal motions, amplification of the luminosity and modification of the time scales. Blazars are characterized by extreme variability at all wavelengths, on time scales from a few minutes to several months. A temporal and spectral study of the most luminous of those detected by the LAT, 3C 454.3, was done so as to constrain emission models. A new method for generating adaptive-binning lightcurves is also suggested in this thesis. It allows to extract the maximum of information from the LAT data whatever the flux state of the source.

In this thesis, we present our two studies focused on the detection of cosmic γ-rays and the analysis of data from γ-ray observations. One study deals with the method of the Cherenkov transparency coefficient. This method is suitable for the detector calibration in experiments employing imaging atmo- spheric Cherenkov telescopes for the indirect detection of cosmic γ-rays. Us- ing rates of recorded air showers initiated by charged cosmic rays, the method aims at the monitoring of the atmospheric transparency to Cherenkov light and the calibration of the responses of Cherenkov telescopes. We present an extension of this method for the purposes of the Cherenkov Telescope Array observatory and demonstrate its feasibility using Monte Carlo simu- lations. Our other analysis utilizes more than 7 years of data from direct γ-ray observations by the Fermi Large Area Telescope. We describe in detail signal observed from the parts of the sky around the active galactic nuclei 1ES 0229+200 and Centaurus A. We report on the findings of new astro- physical sources of high energy photons and document spectral and temporal properties of their γ-ray fluxes. 1

Dédié à l'étude du ciel en rayons gamma, le satellite Fermi comporte à son bord le Large Area Telescope (LAT), sensible au rayonnement gamma de 20 MeV à 300 GeV. Les données recueillies par le LAT depuis son lancement en 2008 ont permis de multiplier par 10 le nombre de noyaux actifs de galaxie (NAG) détectés dans le domaine du GeV. Les rayons gamma observés dans les NAGs proviennent de processus énergétiques faisant intervenir des particules chargées de très haute énergie. Ces particules sont confinées dans un jet de plasma magnétisé qui prend sa source dans une région proche du trou noir supermassif habitant la zone centrale de la galaxie hôte. Ce jet s'éloigne à des vitesses aussi élevées que 0.9999c, formant dans de nombreux cas des lobes radio sur des échelles du kiloparsec voire du mégaparsec. Les NAGs dont le jet fait un angle faible avec la ligne de visée sont appelés blazars. La combinaison de cette très faible inclinaison du jet par rapport à la ligne de visée et de vitesses d'éjection relativistes donne lieu à des effets relativistes : mouvements apparents superluminiques, amplification de la luminosité et modification des échelles de temps. Les blazars sont caractérisés par une extrême variabilité à toutes les longueurs d'onde, sur des échelles de temps allant de quelques minutes à plusieurs mois. Une étude temporelle et spectrale du plus brillant d'entre ceux détectés par le LAT, 3C 454.3, a été réalisée afin de contraindre les modèles d'émission. Une nouvelle méthode de génération de courbes de lumière à échantillonnage adaptatif est également proposée dans cette thèse. Celle-ci permet d'extraire le maximum d'information des données du LAT quel que soit l'état de flux de la source.