En 2012, les expériences ATLAS et CMS ont annoncé la découverte d’un nouvelle particule compatible avec le boson de Higgs prévu par le modèle standard. Cette particule a été postulée dans les années 1960. Elle explique comment les particules fondamentales obtiennent leurmasse. Cependant, la plupart des modèles allant au-delà du modèle standard prédisent l'existence de bosons de Higgs chargés. Les propriétés de telles particules, par exemple sa masse et son couplage aux autres particules, ne sont pas précisément prédites par la théorie, mais constituent un espace deparamètres qui doit être exploré. Des recherches de bosons de Higgs chargés ont été effectuée avant le LHC, cependant l'extension en énergie réalisée par le LHC a permis d'explorer un domaine plus large en masse. Dans ce travail nous avons cherché un boson chargé de Higgs se décomposant en une paire de quarks t et b. Aucun écart par rapport au modèle standard n'a été observé dans les données recueillies jusqu’en 2016, nous pouvons en déduire deslimites supérieures sur le taux de production d’un boson chargé de Higgs.Ces limites peuvent alors être utilisées pour exclure des parties de l’espacedes paramètres.Le LHC sera mis à niveau vers 2025 pour augmenter sa luminosité (le nombre de collisions par seconde et par cm2). Les protons sont accélérés par paquets. Ainsi, la luminosité peut être augmentée en injectant plus de protons par paquet, mais aussi en focalisant les paquets (réduisant leur taille transverse) au point de collision. Cela signifie que le taux auquel nouspouvons espérer produire des événements rares augmentera, mais aussique le taux de bruit de fond correspondant à l'empilement (le nombre de collisionsmoles de protons par croisement) augmentera. Le taux de croisement de paquets au LHCest trop élevé pour pouvoir lire et stocker toutes les don-nées produites. Ainsi nous devons utiliser un système de déclenchement quisélectionne rapidement les événements intéressants à enregistrer. Le système de déclenchementactuel n'est pas adapté au taux élevé d’empilement attendu pour la phase à hauteluminosité (HL) du LHC. Il doit donc être améliorée.Une façon de le faire est d'utiliser les informations du détecteur internequi fournit des informations sur les trajectoires de particules chargées.En utilisant des algorithmes qui peuvent être mis en œuvre dans l'électronique,un déclenchement de premier niveau sur les traces peut être rendu assez rapide pour fonctionnerdans la courte latence requise au HL-LHC. Le détecteur interne fournitdes points d’espace, des mesures des trajectoires des particules à des intervalles différents où sont installés des pistes de silicium. La quantité dedonnées du trajectomètre est trop grande, aussi effectuer des calculs sur toutes les combinaisons de points spatiaux prendrait trop de temps. Par conséquent, undéclenchement interne de premier niveau doit pouvoir sélectionner un sous-ensemble de pointsspatiaux sur lesquels effectuer le calcul. Dans cette thèse, nous avons exploré l’idée d’utiliser les régions d'intérêt fournies par le système de déclenchement d’électrons et de muonspour sélectionner une partie du volume du détecteur interne, puis de sélectionner lespoints d’espace qui correspondent aux modèles attendus des traces à haute énergie. Il a été démontré que c’est une option viable pour réduire les taux de bruit de fond tout en gardant une efficacitéélevée pour les événements que nous voulons garder, même dansdes conditions élevées d’empilement. / In 2012 the ATLAS and CMS experiments announced the discoveryof a new particle, a Higgs boson. This particle was hypothesized in the1960’s and explains how fundamental particles get their mass. However, amodel with a single Higgs boson is still not able to explain the aforemen-tioned cosmological observations. An electrically charged Higgs boson isa feature of many suggested extensions of the current model, includingsupersymmetry. The properties of such a particle, e.g. its mass and howit interacts with other particles are not fixed by theory but forms a pa-rameter space in which we must look for it. Searches for charged Higgsbosons have been performed prior to the LHC, but with the new energyscale of the LHC, the experiments have been able to look for heavier par-ticles. In this work we searched for a charged Higgs boson decaying intothe heaviest two quarks, a top and bottom pair. No deviations from thestandard model were found in the data gathered up until 2016, and hencewe can set upper limits on the production rate of a charged Higgs boson.These limits can then be used to exclude parts of the parameter space.The LHC will be upgraded around 2025 to increase the luminosity,that is the intensity of the proton beams. Protons are not acceleratedone by one at the LHC but in bunches. The luminosity can be increasedby using more protons per bunch but also by squeezing the bunches to besmaller at the point of collision. This means that the rate at which we canhope to produce rare events will increase but also that the backgroundrates and so called pile-up, the number of proton collisions per bunchcrossing, will increase. The rate of bunch crossings at the LHC is muchtoo high for ATLAS to be able to readout and store all data for eachevent, instead we use triggers that select events which look interesting.The current triggers are not suited for the high rates and pile-up of theHigh Luminosity (HL) LHC after the upgrade and must thus be improved.A way to do this is to use the information from the tracking detector thatprovides information on the trajectories of charged particles. By usingalgorithms that can be implemented in hardware a track trigger can bemade fast enough to work within the short latency required at the HL-LHC. The tracking detector provides space points, measurements of theparticle trajectories at different intervals, to which a track can be fitted.The amount of data from the tracker is very large, and performing trackfits on all the combinations of the space point would take too much time.Therefore a track trigger must be able to select a subset of space points onwhich to perform the track fit. For this thesis we have explored the idea ofusing standalone electron and muon triggers to select a part of the trackervolume, and then select space points that match precomputed patternsthat correspond to high energy particles. It has been shown that this isa viable option to reduce background rates while keeping high efficiencyfor the events we want to keep, even in high pile-up conditions.

L’expérience ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus), collaboration de plus de 3000 scientifiques dans le monde, mène des recherches auprès du grand collisionneur de hadron (LHC). Celui-ci a produit des collisions de faisceaux de protons à une énergie dans le centre de masse de 7 TeV en 2011 et 8 TeV en 2012, période appelée Run1 et représentant 20.3 fb−1 de luminosité intégrée, puis en 2015 et 2016 à 13 TeV pour le Run 2 avec 36.1 fb−1. Le détecteur généraliste ATLAS a un riche potentiel de mesures précises du Modèle Standard (SM) et de recherche de phénomènes de nouvel physique. Deux analyses de physiques sont ici présentées. La première consiste à rechercher dans les données Run 1 la production de tri-bosons, W±W±W∓, se désintégrant totalement ou partiellement en leptons et à étudier le couplage de jauge quartique anormal (aQGC). Le nombre d’événements observés est en accord avec les prédictions du SM. La limite supérieure observée à 95% CL sur la section efficace W±W±W∓ SM est de 730 fb avec une limite attendue de 560 fb en l’absence de production W±W±W∓. La deuxième analyse présentée est la recherche du boson de Higgs doublement chargé effectuée sur les données du Run 2. Ce boson est prédit par un modèle qui prolonge le SM pour permettre des neutrinos massif. Ce modèle introduit plusieurs bosons de Higgs dont l'un est le H±±. Le cas où ce dernier se désintègre en bosons W avec un état final à deux leptons de même charge est plus particulièrement étudié. Le bruit de fond total estimé est en accord avec les données et aucun excès significatif n’est observé. Des limites supérieures sont déduites et le modèle considéré est exclus à 95% CL pour MH±± < 220 GeV. / The ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus) experiment, a collaboration of more than 3,000 scientists worldwide, is conducting research at the Large Hadron Collider (LHC). It produced proton beam collisions at an energy in the center of mass of 7 TeV in 2011 and 8 TeV in 2012, period called Run1 and representing 20.3 fb-1 of integrated luminosity, then in 2015 and 2016 at 13 TeV for Run 2 with 36.1 fb-1. The ATLAS general purpose detector has a rich potential for accurate Standard Model (SM) measurements and the search for new physics phenomena. Two physics analyzes are presented here. The first is to search the Run 1 data for tri-bosons production, W ± W ± W∓, totally or partially decayed into leptons and to study abnormal quartic gauge coupling (aQGC). The number of observed events is consistent with the SM predictions. The observed upper limit at 95% CL on the W ± W ± W∓ SM cross section is 730 fb with an expected limit of 560 fb in the absence of W ± W ± W∓ production. The second analysis presented is the search for the doubly charged Higgs boson carried out on the Run 2 data. This boson is predicted by a model that extends the SM to allow massive neutrinos. This model introduces several Higgs bosons, one of which is the H ±±. The case where this latter decays in bosons W with a final state with two leptons of the same charge is more particularly studied. The estimated total background is in agreement with the data and no significant excess is observed. Upper limits are deduced and the model considered is excluded at 95% CL for MH ±± <220 GeV.

Submitted by Vasti Diniz (vastijpa@hotmail.com) on 2017-09-13T13:17:38Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1153583 bytes, checksum: 90e000230d130e23facb89bab720b47a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-13T13:17:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1153583 bytes, checksum: 90e000230d130e23facb89bab720b47a (MD5) Previous issue date: 2016-04-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work we built a supersymmetric version of the recently proposed reduced minimal 3-3-1 model using the superfield formalism. We study the mass spectrum of all particles emphasizing on the mass spectrum of the lightest scalars of the model. We show that Higgs mass of 125 GeV requires substantial radiative corrections. To do this, stops do not need develop a large mixing and must have mass around TeV. Moreover, some soft SUSY breaking terms may lie at the electroweak scale, which alleviates some tension concerning fine tuning of the related parameters. The lightest doubly charged scalar may have mass around few hundreds of GeV, which can be probed at the LHC, while the remaining scalars of the model have masses at TeV scale. / A presente tese busca construir a versão supersimétrica do modelo 3-3-1 mínimo reduzido, proposto recentemente, utilizando o formalismo de supercampos. Desenvolvemos o espectro de massa de todas as partículas, dando ênfase ao espectro de massa dos escalares mais leves do modelo. Mostramos que uma massa de 125 GeV para o bóson de Higgs requer correções radiativas substanciais. Para tal, os superparceiros do quark top não necessitam desenvolver uma grande mistura e devem ter massa em torno dos TeV. Além disso, alguns termos de quebra soft de supersimetria podem estar na escala eletrofraca, o que alivia um pouco o ajuste fino destes parâmetros. O mais leve escalar duplamente carregado pode ter massa em torno de algumas centenas de GeV, podendo ser sondado no LHC, enquanto os escalares restantes do modelo têm massas em escala TeV.

Les résultats présentés dans ce manuscrit sont basés sur l’analyse des collisions proton-proton du Large Hadron Collider, à une énergie du centre de masse de 13 TeV, enregistrées par le détecteur ATLAS en 2015 et 2016.Le programme de recherche de l'expérience ATLAS comprend la mesure précise des paramètres du modèle standard et la recherche d’éventuels signaux de nouvelle physique au delà du modèle standard. Ces deux approches sont poursuivies dans cette thèse, qui comprend deux analyses différentes. Dans la première analyse, la masse du boson de Higgs a été mesurée dans le mode de désintégration en deux photons. La valeur mesurée de la masse est de 125,11 ± 0,42 GeV. La combinaison de ce résultat avec une mesure similaire dans le canal de désintégration du boson de Higgs en quatre leptons donne une masse de 124,98 ± 0,28 GeV.La seconde analyse recherche la production de particules supersymétriques (gluinos, squarks ou winos) dans un état final contenant deux photons et de l’énergie transverse manquante. Aucun excès significatif n'est observé par rapport au bruit de fond prévu par le modèle standard, et des limites inférieures sur les masses des gluinos, des squarks et des winos ont été établies dans le contexte d'un modèle généralisé de « gauge-mediated supersymmetry breaking ».Enfin, des études de performance du détecteur ATLAS (étalonnage de l'énergie des électrons et des photons et mesure de la probabilité de mauvaise identification des photons comme électrons), qui sont des ingrédients clés pour les deux analyses présentées précédemment, ont été également réalisées et sont ici décrites. / The work presented in this manuscript is based on the proton-proton collision data from the Large Hadron Collider at a centre-of-mass energy of 13 TeV recorded by the ATLAS detector in 2015 and 2016.The research program of the ATLAS experiment includes the precise measurement of the parameters of the Standard Model (SM) and the search for signals of physics beyond the SM. Both these approaches are pursued in this thesis, which presents two different analyses. The first one is the measurement of the Higgs boson mass in the di-photon decay channel. The measured value of the mass is (125.11 ± 0.42) GeV. Its combination with a similar measurement in the four lepton Higgs boson decay final state is presented. The value of the Higgs boson mass obtained from the combined measurement is (124.98 ± 0.28) GeV. The second one is the search for production of supersymmetric particles (gluinos, squarks or winos) in a final state containing two photons and missing transverse momentum. No significant excess with respect to the SM background is observed and lower limits on the gluino, squark and wino masses are set in the context of a generalised model of gauge-mediated supersymmetry breaking with a bino-like next-to-lightest supersymmetric particle.Finally, ATLAS detector performance studies (electron and photon energy calibration and measurement of the photon->electron misidentification probability), which are key ingredients for the two analyses presented before, are also performed and described.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação apresento as atividades que foram desenvolvidas durante o período de mestrado, que teve como objetivo o desenvolvimento da Técnica de Análise de dados através do Método de Elemento de Matriz (ME) para procura do Bóson de Higgs no experimento CMS. A proposta foi utilizar uma técnica de análise de dados relativamente nova, conhecida como Método do Elemento de Matriz (ME). Esta técnica foi desenvolvida e utilizada recentemente para aplicação na física do quark top nos experimentos D0 e CDF do Tevatron (FERMILAB). Entretanto, ainda não existem estudos envolvendo a aplicação da mesma para a física do Higgs no LHC. O método de ME foi aplicado na procura do Higgs no canal de decaimento H &#8594; W+ W- &#8594;+&#957;-&#957;, qual os estudos atuais apontam como sendo um dos canais com maior potencial de descoberta, principalmente nesta fase inicial em que a estatística ainda será muito limitada. / We present the activities that were developed during the Master, which aimed at the development of the data analysis technique using the Matrix Element Method (ME) in the Higgs boson search in the CMS experiment. The proposal was to use a data analysis technique relatively new known as Matrix Element Method (ME). This technique was developed and used recently for application in the top quark physics in D0 and CDF experiments at the Tevatron (Fermilab). However, there are no studies involving the use of it in the physics of the Higgs at the LHC. The ME method was applied in the Higgs boson search in the decay channel H &#8594; W+ W- &#8594;+&#957;-&#957; , which the current studies indicate as being one of the channels with the highest potential for discovery, especially at this early stage in which the statistic is still very limited.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho tem por finalidade determinar a luminosidade necessária para se impor um limite para exclusão e a signifucância para evidência e descoberta para um bóson de Higgs de mH = 200 GeV no canal qqH &#8594; ZZ &#8594; 4. Também, apresenta-se uma crítica a qualidade da relação sinal/fundo em eventos de fusão de bósons vetoriais conhecida da literatura atual. / This analysis aims to determine the luminosity required to impose an exclusion limit and significance for evidence and discovery for a Higgs boson of mH = 200 GeV on the channel qqH &#8594; ZZ &#8594; 4. Also, it presents a critical to the quality of the relation signal/background in vector boson fusion events known form the current literature.

Le LHC a commencé, dès le mois de Novembre 2009, à prendre des données. Cela initie une nouvelle ère de découverte pour la physique des particules. Le détecteur CMS est une des expériences principales de physique présente au LHC. Un des buts de cette expérience est la recherche du boson de Higgs, pouvant être à l'origine de la brisure de symétrie électrofaible. Après un replacement de la place du LHC et de CMS au sein de la physique des particules d'aujourd'hui, je présenterai alors l'ensemble de la chaîne permettant de passer de l'évènement physique aux analyses finales permettant d'extraire, des particules reconstruites, les informations permettant, à terme, la découverte de nouvelles particules telles que le boson de Higgs. Une première partie de mes travaux a porté sur la mesure et le suivi des rapports de gains de l'électronique d'acquisition, permettant de mesurer de manière précise l'énergie des photons sur toute la gamme d'énergie accessible (35 MeV  1.7 TeV). Mes travaux ont alors concernés la vérification de la validité des méthodes de calibration des cartes d'acquisition VFE au sein du détecteur. Une seconde partie de mes travaux à porté sur la manière dont doivent êtres générés les évènements de physique pour ne pas avoir de double-comptage entre les photons provenant de générateurs à éléments de matrices et ceux provenant de générateur à gerbe partonique. En collaboration avec des physiciens phénoménologues une méthode de véto anti double-comptage a été élaborée. Enfin, la dernière partie de mes résultats concerne la manière dont les désintégrations radiatives du boson de jauge électrofaible neutre Z° permettent, par la sélection d'une population de photons certifiés et isotopiques, d'extraire l'échelle d'énergie des photons au sein du calorimètre électromagnétique de CMS / The LHC has started, since november 2009 taking data. This started a new era of discovery in particle physics. The CMS detector is one of the main experiment at the LHC (CERN). One goal of this experiment is the Higgs's boson discovery, that can be related to the electroweak symmetry breaking. After a contextual replacement of the LHC and CMS within the nowdays's particle physics, I will explain the whole chain allowing to go from the physical event to the nal analysis, in order to extract the reconstructed particles and the informations allowing, at the end, the discovery of new particles like the Higgs's boson. A rst part of my works was about the measurement and the study of the acquisition electronics's gains-ratios. This work aimed to have a precise measurement of the photons energy on the whole available energy band (35 MeV -> 1.7 TeV). In particular, my works were upon the validation of the dierent calibration methods for the VFE acquisition cards within the detector. A second part of my work was about the way that one have to generate the physics events avoiding double-counting between photons coming from matrix-element generators and those coming from parton-shower algorithms. In collaboration with phenomenologists physicists, an anti-double-counting veto have been created. At last, the nal part of my results was about the way the radiative decay of the Z° neutral electroweak gauge boson allow, by the selection of certied photons, the extraction of the photons energy scale inside the electromagnetical calorimeter of CMS.

En 2012, une nouvelle particule a ete decouverte au Grand Collisionneur de Hadrons (LHC) qui est susceptible d'etre identifie comme le boson de Brout-Englert-Higgs prevu par le Modele Standard (SM) de la physique des particules. Pour determiner si cette particule est bien celle prevue par le SM, les mesures de ses proprietes sont necessaires. Une des proprietes les plus importantes a mesurer est le couplage avec le quark top. Un test direct de ce parametre est la mesure de la section efficace de production du boson de Higgs en association avec une paire de quarks top anti-top (ttH). Dans cette these de doctorat la recherche du processus ttH (H ->bb) est presentee dans la topologie ou les deux quarks top se desintegrent hadroniquement. L'analyse dans ce canal de desintegration utilise 20,3 fb^-1 a √s = 8 TeV, recueillies avec le detecteur ATLAS au cours du Run 1 du LHC. La recherche utilise des evenements avec au moins cinq jets energiques et utilise la technique du ``boosted decision tree'' pour discriminer les evenement du signal de ceux provenant du dominant fond multijet qui est estime a partir des donnees grace a une nouvelle technique. En plus, pour cette analyse, de nouvelles techniques ont ete developpees pour l'estimation de l'efficacite du trigger utilis'e et des facteurs d'echelle. Pour une masse du boson de Higgs de 125 GeV, une limite superieure a 95% CL de 6.5 (resp. 5.4) fois la section efficace du SM est observee (resp. attendue). Une intensite du signal ttH, μ = 1.6 ± 2.6 fois la valeur du SM est obtenue. L'analyse du canal ttH (H→ bb) completement hadronique presentee dans cette these de doctorat est la premiere effectuee dans ce canal au LHC. / In 2012 a new particle was discovered at the Large Hadron Collider (LHC) by the ATLAS and CMS experiments, that is likely to be the Brout-Englert-Higgs boson predicted by the Standard Model (SM) of particle physics. To asses if this newly discovered particle is indeed the one predicted by the SM, the measurement of its properties is necessary. One of the most important properties to be measured is its coupling to the top quark. A precise measurement of this parameter can give hints on the energy scale where physics beyond the SM can manifest itself. A direct test of this parameter is the measurement of the Higgs boson production cross section in association with a pair of top anti-top quarks (ttH). In this doctoral thesis the search of the ttH (H → bb) process is presented in the topology where the two top quarks are decaying hadronically. The fully hadronic analysis uses 20.3 fb^-1 at √s = 8 TeV, collected with the ATLAS detector during Run 1 of the LHC. The search uses events with at least five energetic jets and uses a boosted decision tree to discriminate the signal from the overwhelming multijet background which is estimated using a new data driven technique. Moreover, for this analysis, new techniques have been developed for the estimation of trigger efficiencies and scale factors. For a Higgs Boson mass of 125 GeV, a 95% CL upper limit of 6.5 (resp. 5.4) times the SM cross section is observed (resp. expected). A ttH signal strength μ = 1.6 ± 2.6 times the SM value is obtained. The fully hadronic ttH (H → bb) analysis presented in this doctoral thesis is the first one performed in this channel at the LHC.

En juillet 2012, les collaborations ATLAS et CMS ont annoncé la découverte d’une nouvelle particule à une masse d'environ 125 GeV, compatible avec le boson de Higgs prédit par le Modèle Standard (MS). Bien qu’à ce jour toutes les mesures montrent une pleine cohérence avec les prédictions du MS, les canaux de désintégration H->bb n'ont pas encore été vus aussi clairement que les canaux de autre désintégration. Cette thèse présente une recherche du boson de Higgs dans le canal WH->lvbb, en utilisant les données de collisions proton-proton à sqrt(s)=8 TeV prises avec le détecteur ATLAS en 2012, correspondant à une luminosité intégrée de 20,3 fb-1. Ce document détaille l’une des contributions aites par l'auteur à cette recherche: la région d’analyse supplémentaire avec des événements de muons déclenchés par l'impulsion transverse manquante. Un excès par rapport à l'hypothèse de fond seulement a été trouvé avec une signification statistique de 1,8(1,5) sigma observée(attendue). La limite supérieure observée(attendue) sur le produit section efficace par rapport d’embranchement pour WH->lvbb à un niveau de confiance de 95% est de 2,35(1,37) fois la prédiction du MS pour mH=125 GeV. Cette recherche repose fortement sur l’identification des jets issus du quark b. Afin d'améliorer la recherche H->bb utilisant l'identification des jets b dans ATLAS, le développement d'algorithmes de haute performance a été conduit et est présenté également dans cette thèse. Un nouvel algorithme, appelé MV2, est introduit: il améliore la performance d'identification des jets b de manière significative et est maintenant l'algorithme référencee pour les analyses du Run 2 avec ATLAS. / In July 2012, the ATLAS and CMS collaborations announced the discovery of a new particle at a mass of about 125 GeV, compatible with the Higgs boson predicted by the Standard Model (SM) ofparticle physics. Although all measurements as of Summer 2015 show a full consistency with the SM predictions, the H->bb decay channel has not been seen yet as clearly as the other decay channels. This thesis presents a search for the Higgs boson in the WH->lvbb channel, using proton-proton collision data at sqrt(s) = 8 TeV taken with the ATLAS detector in the year 2012, corresponding to an integrated luminosity of 20.3 fb-1. This document details in particular one of the contributions made by the author in this search: the additional analysis region with muon events triggered by missing transverse momentum. An excess over the background-only hypothesis has been found with a significance of 1.8 sigma while 1.5 sigma was expected. The observed (expected) upper limit on the cross-section times branching ratio for WH->lvbb at 95% confidence level is found to be 2.35 (1.37) times the SM prediction at mH = 125 GeV. This search highly relies on the identification of jets originating in b-quark fragmentation, so-called b-tagging. In order to improve the H->bb search and other physics analyses using b-tagging in ATLAS, the development of high performance b-tagging algorithms has been performed and is presented also in this thesis. A new b-tagging algorithm, called MV2, is introduced: it improves the b-tagging performance significantly and is now the baseline b-tagging algorithm in ATLAS for the Run-2 analyses.

Le sujet principal de la thèse est sur la recherche de bosons de Higgs de grande massese désintégrant en 4 leptons grâce aux données du Run-2 obtenues par le détecteur ATLASauprès du Large Hadron Collider - LHC. L'analyse correspondante, publiée à la conférenceICHEP de 2016 avec un échantillon de données de 14.8 fb-1 à 13 TeV, est décrite en détail. Etelle a été remise à jour dans cette thèse avec un échantillon de données de 36.1 fb-1 à 13 TeV.Cette recherche de bosons de Higgs de grande masse se fait indépendamment du modèle pourplusieurs largeurs de masse du boson : approximation de largeur de masse étroite où on supposela largeur de masse naturelle du signal incluant un effet d'interférence avec le bruit de fond duModèle Standard. La recherche de signal qui bénéficie le plus de l'ajout de contraintediscriminante est aussi présentée pour l'hypothèse d'un signal de boson scalaire. Cettemodification permet d'améliorer la sensibilité de cette analyse de 25%.Cette thèse présente aussi une amélioration du spectromètre à muons d'Atlas venant du projet deNouvelle Petite Roue - NSW pour New Small Wheel en anglais. En particulier sont décrits lasimulation du bruit de fond de la caverne qui affectera les futurs détecteurs, ainsi que lapréparation et la mise en service des modules Micromegas qui seront produits au CEA-Saclaypour l'expérience Atlas. / The thesis is focused on the heavy Higgs boson search in four lepton decay channelwith Run-2 data from the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. The analysis publishedat ICHEP 2016 conference that is based on 14.8 fb-1 of 13 TeV data is described in details, whilethe updated results that include 36.1 fb-1 of 13 TeV data are shown as well. The heavy Higgssearch is carried out in a model independent way and it is covering different signal widthhypotheses: narrow width approximation that assumes the signal natural width to be negligiblecomparing to the detector resolution, and the large width assumption including an effect of theinterference with the Standard Model backgrounds. The search that benefits from additionalkinematic discriminant under the scalar signal assumption is presented as well. Thismodification allows to increase the analysis sensitivity up to 25%.The thesis also discusses an upgrade of the ATLAS Muons Spectrometer, namely the NewSmall Wheel project. In particular, simulation of the cavern background that will affect theupgraded detector and commissioning of the Micromegas modules produced at CEA-Saclay forthe New Small Wheel are described.