Dans le cadre du traitement chirurgical du cancer, des sondes agissant comme des compteurs de radioactivité ont été introduites en bloc opératoire pour assister en temps réel le chirurgien lors de l'ablation des tumeurs radio-marquées. Cette technique de radio-guidage permet d'accéder à la localisation précise et à l'ablation complète des tissus tumoraux. Pour renforcer cette pratique chirurgicale nous avons développé une mini gamma-caméra appelée POCI (Per-Operative Compact Imager). L'objectif de cette thèse était de déterminer l'apport de cette nouvelle génération de détecteur pour assister le chirurgien dans l'exérèse des lésions tumorales et d'aborder également la cancérologie à travers les études in vivo sur petits animaux. Du point de vue instrumental, le principe de détection reposant sur une photodiode à localisation intensifiée validé par un premier prototype a été étendu à l'imagerie à grande surface d'analyse avec la double contrainte de ne pas dégrader les performances spatiales et de réduire l'encombrement de l'imageur. La caméra ainsi réalisée offre un champ de vue de 40mm de diamètre et une masse de 1.2kg. A 140 keV, la résolution spatiale est de 2.1mm pour une efficacité de détection de 2.8 10^-4%. POCI a été évalué à travers le protocole du ganglion sentinelle dans le cadre du cancer du sein selon deux approches : l'une basée sur une étude comparative des performances de détection d'une sonde et de POCI et l'autre reposant sur une évaluation clinique menée en collaboration avec l'Institut Gustave Roussy. Cette étude a permis d'établir la complémentarité entre POCI et la sonde en fonction des différentes configurations cliniques. Les performances de détection de POCI ont également été évaluées chez la souris pour étudier la biodistribution de l'iode dans la thyroïde et les glandes mammaires. L'ensemble de ces résultats prometteurs permet d'envisager l'utilisation du détecteur dans un plus large cadre d'investigations tant cliniques que biologiques.

NIL

Les saveurs lourdes interviennent dans de nombreux canaux de physique cruciaux pour l'étude du modèle standard: désintégration du Higgs en paire de quarks b, identification du quark top pour ne citer qu'eux. L'identification des électrons et des muons dans les jets est l'un des outils utilisés pour l'étiquetage des saveurs lourdes. Dans D0, au Run 1, en l'absence de champ magnétique dans la cavité centrale, seul l'étiquetage par les muons était possible. Au Run 2, avec l'installation d'un aimant supraconducteur, il devenait envisageable de procéder également à un étiquetage par les électrons dans les jets. <br> J'ai conçu l'algorithme de la route dans ce but. Il tire parti des capacités du nouveau détecteur de traces, et exploite les qualités du calorimètre de D0. Ses performances sont étudiées en détail, aussi bien avec des événements simulés que dans les données enregistrées par le détecteur. En particulier, l'efficacité d'identification et le taux de mauvaise identification sont mesurés à l'aide de signaux de physique, et les capacités de la méthode en matière d'identification de quark b sont démontrées. <br> La "redécouverte" du quark top offre un cadre d'application particulièrement intéressant pour l'étiquetage des saveurs lourdes à l'aide des leptons dans les jets. En effet, les leptons issus des désintégrations semi-leptoniques des quarks beaux y sont particulièrement durs et centraux. L'analyse est menée dans les canaux electron plus jet et muon plus jet et l'étiquetage des saveurs lourdes par les muons a été effectué dans le cadre de la première mesure de la section efficace de production du quark top au Run 2. Après une optimisation spécifique, la bonne efficacité de la méthode de la route est confirmée. Plusieurs possibilités d'amélioration sont évoquées, l'une des plus prometteuses étant l'extension de l'algorithme aux détecteurs de pied de gerbe.

L'expérience BaBar a pour objectif de rechercher et de mesurer la violation de $CP$ dans le secteur des mésons $B$ et de contraindre les paramètres du modèle standard. Une des originalités de son dispositif expérimental est le DIRC, le détecteur à effet Cherenkov utilisé pour distinguer les pions des kaons chargés. Une table de correction est mise en place pour corriger ses défauts d'alignement, et permet au DIRC d'atteindre ses performances nominales, c'est à dire une séparation entre kaon et pion de $4\sigma$ pour une quantité de mouvement de $3\gevc$. La recherche de violation de $CP$ dans le canal de désintégration du $B^0$ en $\rho\pi$ devrait permettre de contraindre l'angle $\alpha$ du triangle d'unitarité, un des paramètres du modèle standard. L'objectif de cette analyse est de mesurer les paramètres de violation de $CP$ ainsi que les autres paramètres entrant dans la description de la distribution de probabilité du temps de désintégration. Une méthode de maximum de vraisemblance combine l'information temporelle et des variables discriminantes du bruit de fond du continuum $\e^+\e^-\to q\bar(q)$, dont certaines sont résumées dans un réseau de neurones. L'autre bruit de fond, constitué des autres modes de désintégration du $B$, est pris en compte par des termes correctifs dans l'ajustement. Cette analyse présente à ce jour les meilleures mesures pour ce canal, et semble donner une indication de la violation directe de $CP$. Pour interpréter ces mesures en termes de contraintes sur les paramètres du modèle standard, il est nécessaire d'utiliser un modèle pour prédire la contribution à longue distance des amplitudes de désintégration. Pour un exemple de tel modèle, la ``factorisation QCD'', un test de validation compare les prédictions aux données expérimentales sur les désintégrations non charmées du méson $B$. Ce test semble indiquer un désaccord, qui pourrait être réduit dans l'avenir par une meilleure connaissance expérimentale et théorique des désintégrations du $B$.

L'expérience DO située auprès du Tevatron permet la détection des particules issues de collisions ppbar à s^1/2 = 1.96 TeV. L'interprétation des données issues du détecteur DO pourrait confirmer ou infirmer l'une des extensions possibles du Modèle Standard, la théorie de SuperSymétrie. Dans ce contexte, la particule b_1 partenaire supersymétrique le plus léger du quark b, est recherchée par l'étude de l'état final à deux électrons, deux jets, et énergie transverse manquante. Cette analyse est effectuée sur un échantillon de données correspondant à une luminosité intégrée égale à 42.6 pb-1. Les résultats sont interprétés dans le cadre du modèle supersymétrique contraint mSUGRA. <br> En amont de cette analyse, le format condensé de données ThumbNail, logiciel permettant l'enregistrement sur disque de l'ensemble des données réelles et simulées, a été élaboré. Celui-ci est actuellement le format officiel d'analyse sur l'expérience DO.

Le détecteur DØ est situé auprès du collisionneur proton-antiproton, le Tevatron, au laboratoire Fermilab (Chicago). La nouvelle campagne de collisions, dénommée "Run II", a démarré au mois d'avril 2001. L'énergie au centre de masse disponible est de s^1/2 ~ 1.96 TeV, et la luminosité instantanée attendue est de l'ordre de 8.6 10^31 cm-2s-1. <br> L'étude de la production de paires de squarks bottom se désintégrant dans le canal $\tilde b \rightarrow b+ \tilde \chi^0_1$ a été réalisé à partir des premières données du Run II utilisables pour la physique. L'échantillon utilisé correspond à une luminosité intégrée de 4.1 +- 0.4 pb-1. Cette étude se place dans le cadre de modèles supersymétriques avec conservation de la R-parité, et dans le cas où le $\tilde b$ est suffisamment léger pour limiter ses désintégrations au canal $\tilde b \rightarrow b+ \tilde \chi^0_1$ (BF ~ 100%). L'impossibilité d'utiliser l'étiquetage des jets b a conduit à considérer l'état final "jets et énergie transverse manquante (E_T barré)". <br> Cette étude préliminaire a abouti à deux résultats importants. Tout d'abord, à l'issue des coupures d'analyse la distribution de E_T barré ne présente pas de queues anormales. Ceci montre que les effets instrumentaux qui perturbent la mesure de E_T barré sont bien compris. C'est une étape importante puisqu'un grand nombre de canaux de physique du Modèle Standard et de ses extensions, i.e. la supersymétrie, présentent une quantité significative de E_T barré. <br> Aucun excès d'événements par rapport aux prédictions du Modèle Standard n'a été observé. Des limites à 95% C.L. sur la section efficace de production d'événements au delà du MS dans l'état final "jets et E_T barré" ont été posées.

L'experience CPLEAR est installee au CERN a Geneve. Elle mesure les effets violant CP, T et CPT dans le systeme K0-K0bar. Sa methode est basee sur la determination des asymetries particule-antiparticule en fonction du temps de desintegration, lorsque le kaon neutre se desintegre en 2 Pi, 3 Pi et Pi e nu. Les resultats obtenus permettent de sonder pour la premiere fois toutes les sources de la violation de CPT imaginees a ce jour.

NIL

Cette thèse se compose de deux parties distinctes, qui ont pour objectif l'étude de l'interaction faible des quarks lourds. Elle s'inscrit dans le contexte de la détermination des paramètres fondamentaux de la matrice de mélange de Cabibbo-Kobayashi-Maskawa, mais apporte également des éléments de compréhension de la structure hadronique. À propos de la violation de CP, on aborde les problèmes théoriques qui peuvent se poser lors de l'extraction des angles du Triangle d'Unitarité. Un premier aspect concerne les incertitudes hadroniques générées par les diagrammes pingouin. Dans le cas classique de la désintégration B -> pi+pi-, on propose une description exacte très simple de ces effets, à un seul paramètre, ce qui permet de les contrôler avec des hypothèses phénoménologiques. Un deuxième aspect concerne les ambiguïtés discrètes sur les angles CP et les analyses en espace des phases qui permet de les discriminer : la distribution en masses invariantes pour les désintégrations en trois mésons pseudoscalaires, et la distribution angulaire pour les désintégrations en hypéron et antihypéron. Dans la seconde partie de la thèse, on étudie les facteurs de forme qui décrivent les transitions lourd à léger, du type B -> pi(rho) l nu, B -> K* gamma et B -> K(*) l+l- ; ceux-ci sont au coeur de la détermination de |Vub| et |Vts| par exemple. En utilisant une approche de théorie effective, dérivée de QCD dans la limite de masse lourde initiale et de grande énergie du hadron final, et négligeant les corrections radiatives, on montre que trois facteurs de forme indépendants suffisent à décrire les transitions B -> P et B -> V, où P (V) désigne un méson pseudoscalaire (vecteur) léger par rapport au B. De plus, la dépendance de ces facteurs de forme vis-à-vis de la masse lourde M et de la grande énergie E est factorisable en racine(M) x z(E), et on s'attend plus précisément à un comportement en racine(M) / E^2. Ces prédictions, valables à l'ordre dominant en 1/M, 1/E et alpha_s, sont vérifiées exactement dans le cadre des règles de somme de QCD sur le cône de lumière, ainsi que dans une certaine classe de modèles covariants de quarks constituants, construits selon la prescription de Bakamjian-Thomas.

Les expériences de physique des particules associées au collisionneur LHC devront traiter une collision toutes les 25 ns sur plusieurs centaines de milliers de voies de mesure. La quantité de données produites est considérable.<br> Sur l'expérience LHCb une unité de décision en effectue une première sélection. Nous proposons une solution pour sa réalisation. Il s'agit d'une électronique numérique pipelines à 40 MHz et réalisée en composants programmables avec des interfaces LVDS. Une première version du banc de test est présentée afin de générer des stimuli à la cadence de 40 MHz pour des mots jusqu'à 512 bits.<br> Le preshower fait partie du système calorimétrique de LHCb. Il est composé de 6000 voies de mesure. Le signal physique est d'abord mis en forme grâce à des intégrations analogiques sur 25ns sans temps mort (ASIC). Au bout de 20m de câble, les valeurs d'intégrales (en tension) sont numérisées puis traitées sur une centaine de cartes frontales.<br> La réalisation de prototypes de la partie de traitement des données ont permis de mettre en concurrence une technologie programmable et une technologie ASIC (AMS 0,35 µm) et de prendre en compte les contraintes fortes en terme de nombre de voies de mesure par carte (128 demi-voies) et de résistance aux radiations.