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Les résultats expérimentaux récents concernant les noyaux aux limites de la stabilité ont motivé la recherche de nouveaux modèles nucléaires.<br> Pour cela, on a développé le modèle en couches avec couplage au continuum, qui permet de prendre en compte à la fois les corrélations entre nucléons et l'influence du continuum. Ce modèle a été utilisé dans ce travail pour l'étude des spectres des noyaux 17 F et 17 O. Aussi, on peut calculer des sections efficaces de capture radiative et de diffusion élastique, qu'on a appliqué aux réactions 16 O (p,p) 16 O et 16 O (p,gamma) 17 F. Cette dernière réaction a un intérêt astrophysique car elle joue un rôle important dans la formation des éléments légers dans les étoiles. On a de plus calculé les transitions bêta premières interdites des réactions 17 Ne -> 17 F et 17 N -> 17 O. Le formalisme étudié permet en effet de considérer avec le même hamiltonien les différentes observables de structure et de réaction.<br> Aussi, et c'est une première, on a introduit un nouveau modèle susceptible de donner de nouvelles informations sur les noyaux peu liés ou résonnants, le modèle en couches avec états de Gamow. Ce modèle est une généralisation du modèle en couche standard, car sa base est constituée d'états liés, résonnants et de diffusion. De plus, l'émission de plusieurs particules corrélés peut se faire, contrai- rement au modèle en couches avec couplage au continuum. On a étudié avec ce modèle les spectres des noyaux issus des chaînes d'isotopes d'oxygène de 17 O à 22 O et d'hélium de 5 He à 9 He, où le continuum a un rôle respectivement non négligeable et crucial. Aussi, on a considéré les transitions électromagnétiques et les densités de particules de valence de ces isotopes pour ces mêmes chaînes. On a pu montrer que ce modèle est utilisable d'un point de vue pratique, ce qui est intéressant car il possède la généralité du modèle en couches et n'a aucune restriction du nombre de particules dans le continuum.

La dissertations présente les mesures expérimentales de sections efficaces doublement différentielles de production de particules légères (protons, deutons, tritons et alphas) induites par des neutrons rapides sur l'oxygène et l'aluminium, à neuf énergies de neutrons incidents. Les distributions angulaires couvrent 15 angles allant de 20° à 160° par pas de 10°. Pour les protons et deutons, les distributions angulaires sont complètes à toutes les énergies de neutrons. Dans le cas des tritons et alphas, du à une pauvre statistique, suels des spectres en énergie aux angles de l'hémisphère avant (entre 20° et 80°) ont pu être extraits, pour des énergies de neutrons à 62.7 MeV. Les mesures ont été prises au cyclotron de Louvain-la-Neuve (CYCLONE) où les neutrons sont produits en envoyant un faisceau de protons de 65 MeV sur une cible de lithium naturel. Le spectre de neutrons est composé d'un pic monocinétique à haute énergie (62.7 MeV) suivi d'une longue queue de neutrons d'énergie plus basse. Les données sur l'oxygène et l'aluminium ont été obtenues en plaçant successibement des cibles de Al2O3 et de Al dans la chambre à réaction. Les données sur oxygène sont obtenues par soustraction des spectres mesurés avec les deux cibles. Les distributions angulaires des spectres d'émission sont extrapolées vers les angles extrêmes (2.5°, 10°, 170° et 177.5°) à l'aide d'une formule simple. Celle-ci est également utilisées pour interpoler les données dans le cas où il y a des angles manquants et pour exptrapoler les distributions angulaires limitées à l'hémisphères avant. Obtenant ainsi un bon recouvrement angulaire, des sections efficaces différentielles en énergie do/dE pour les quatres types de particules sont déduites. De plus, après extrapolation en dessous des seuils de détections, des sections efficaces totales de production sont déterminées. A partir des sections efficaces microscopiques, les facteurs kerma partiels (protons, deutons, tritons et alphas) pour l'oxygène et l'aluminium, sont déduits aux neufs énergies de neutrons incidents. Une simple procédure basée sur la cinématique de réaction et une paramétrisation de la section efficace totale de production de chaque particule est développée pour extrapoler les facteurs kerma partiels jusqu'aux seuils en énergie des différentes réactions. En se basant sur des distributions angulaires de sections efficaces de diffusion élastique existantes, des facteurs kerma pour le recul élastique sont calculés et rapportés pour des énergies de neutrons incidents entre 3.5 et 26 MeV. De cette manière, on étend les facteurs kerma élastiques de la littérature, à des énergies inférieures à 20 MeV. Des facteurs kerma totaux pour oxygène et aluminium sont également présentés.

Cette thèse s’inscrit dans le cadre du développement d’un combustible nucléaire faiblement enrichi pour les réacteurs de recherche, constitué de particules d’uranium-molybdène mélangées à une matrice d’aluminium. Dans certaines conditions sous irradiations, les particules d’U(Mo) interagissent avec la matrice d’aluminium, provoquant un gonflement rédhibitoire de la plaque combustible. Pour inhiber ce phénomène, une solution consiste à déposer, à la surface des particules d’U(Mo), une fine couche de silicium, pour créer un effet barrière. Cette thèse a concerné l’étude du procédé de dépôt chimique à partir d’une phase vapeur (CVD) en lit fluidisé à partir de silane pour déposer le silicium sur la poudre d’U(Mo), qui a une densité exceptionnelle de 17,5. Pour atteindre cet objectif, deux axes d’études ont été traités au cours de la thèse : l’étude et l’optimisation de la mise en fluidisation d’une poudre aussi dense, puis celles du procédé de dépôt de silicium. Pour le premier axe, une campagne d’essais a été réalisée sur poudre simulante de tungstène dans différentes colonnes de fluidisation en verre et en acier avec des diamètres internes compris entre 2 et 5 cm, à température ambiante et à haute température (650°C), proche de celle des dépôts. Cette campagne a permis d’identifier des phénomènes d’effets de bord au sein du lit fluidisé, pouvant conduire à des dépôts hétérogènes ou à des prises en masse. Des dimensions de colonnes de fluidisation et des conditions opératoires permettant une fluidisation satisfaisante de la poudre ont pu être identifiées, ouvrant la voie à l’étude du dépôt de silicium. Plusieurs campagnes d’essais de dépôt sur poudre simulante, puis sur poudre U(Mo), ont ensuite été menées dans le cadre du second axe d’étude. L’influence de la température du lit, de la fraction molaire d’entrée en silane dilué dans l’argon, et du débit total de fluidisation, a été étudiée pour différents diamètres de réacteur et pour diverses masses de poudre. Des analyses de caractérisation morphologique et structurale (MEB, DRX...) ont révélé un dépôt de silicium uniforme sur toute la poudre et autour de chaque grain, majoritairement cristallisé et dont l’épaisseur atteint les objectifs visés. Des recommandations précises ont ainsi pu être émises pour optimiser les caractéristiques du dépôt de silicium sur la poudre combustible U(Mo) par le procédé de CVD en lit fluidisé.

La mitogaligine est une protéine codée par le gène galig, un gène inducteur de la mort cellulaire. Préalablement, il a été montré au laboratoire que cette protéine mitochondriale pouvait induire la mort cellulaire selon une voie alternative de l’apoptose. Nos études indiquent que la mitogaligine peut également être adressée au noyau où elle exerce aussi une activité cytotoxique. Le signal d’adressage nucléaire est non conventionnel et lié à une répétition d’acides aminés. Il n’est fonctionnel que si le signal de localisation mitochondriale est aboli. La fonction cytotoxique de la mitogaligine pourrait donc être régulée par son adressage subcellulaire. De nombreuses protéines apoptotiques sont régulées par des modifications post-traductionnelles. La mitogaligine possède différents sites de phosphorylation potentiels. Plusieurs d’entre eux ont été mutés afin de mettre en évidence une éventuelle implication de cette fonction dans l’activité de la mitogaligine. La mitogaligine non mutée subit une ou plusieurs coupures protéolytiques. La mutation des résidus thréonines 29 et 73 en résidus phospho-mimétiques diminue cette protéolyse mais aussi la cytotoxicité de la protéine. Le même type de mutations de la thréonine 38 et la sérine 39 provoque une délocalisation de la protéine. La dernière partie de la thèse s’intéresse plus particulièrement à l’interaction fonctionnelle entre la mitogaligine et Mcl-1, une protéine anti-apoptotique de la famille-Bcl-2. La coexpression de galig et Mcl-1 réduit la mort cellulaire induite par l’expression de galig et la surexpression de galig réduit la production endogène de Mcl-1. Ces résultats montrent une implication de galig dans une voie de régulation de l’apoptose. Galig pourrait donc représenter une cible thérapeutique pour restaurer la mort cellulaire dans des cellules surexprimant des protéines antiapoptotiques de la famille Bcl-2. / Mitogaligin is a protein encoded by galig, a cell death gene. Previously, it has been shown in our laboratory, that this mitochondrial protein induces cell death through an alternative pathway of apoptosis. In this report, we show that mitogaligin can also be addressed to the nucleus where it exhibits also a cytotoxic activity. The nuclear localization signal is not conventional, based on a repetition of amino acids, and function only if the mitochondrial localization signal is inactivated. Thus, the cytotoxicity of mitogaligin could be regulated by its subcellular localization. A large number of apoptotic proteins are regulated by post-translational modifications. Mitogaligin has several potential sites of phosphorylation. Some of them have been mutated to highlight the possible role of phosphorylation in the mitogaligin activity. The wild type protein undergoes one or several proteolytic cuts. Replacement of the threonines 29 and 73 by phospho-mimetic residue decrease mitogaligin proteolysis and also mitogaligin cytotoxicity. The same type of mutation on threonine 38 and serine 39 induces a re-localization of mitogaligin outside mitochondria. The last part of the manuscript focuses on the functional interaction between mitogaligin and Mcl-1, an anti-apoptotic protein of the Bcl-2 family. Coexpression of galig and Mcl-1 significantly reduces galig cell death and overexpression of galig reduces production of endogenous Mcl-1. Therefore, galig could represent a therapeutic target in order to restore cell death in cells overexpressing anti-apoptotic proteins of the Bcl-2 family.

Cette étude fait partie d'un projet plus large appelé SIPHORE (SIngle gap PHOtoneutralizer energy REcovery injector), visant à améliorer l'efficacité globale de l'un des mécanismes par lesquels le plasma est chauffe, dans un réacteur de fusion nucléaire, à savoir le système d'injection de neutres (IDN). Une composante importante d'un système IDN est le neutraliseur de faisceaux d'ions de haute énergie. SIPHORE propose de substituer le neutraliseur à cellule à gaz, utilisé dans les systèmes IDN actuels, par un photo-neutraliseur exploitant le processus de photo-détachement dans des cavités Fabry Perot. Ce mécanisme devrait permettre une efficacité globale η> 60% du système IDN, nettement plus élevée que celle actuellement possible (η <25% pour ITER). Le travail de thèse porte sur l'étude de faisabilité d'une cavité optique avec des propriétés adaptées aux systèmes IDN. Dans ce contexte, le problème de la détermination d'une conception de la cavité optique appropriée a été tout d'abord pris en considération et l'analyse théorique ainsi qu'expérimentale d'un résonateur optique ont été effectuées. Les problèmes lies aux niveaux élevés de puissance optique intracavité (~3 MW) nécessaire pour un taux de photo-neutralisation adéquat ont ensuite été prises en compte. A cet égard, nous avons traite a la fois le problème des effets thermiques sur les miroirs de la cavité en raison de leur absorption de la puissance optique intra-cavite (~1 W) et celui associe à la nécessité d'un faisceau laser d'entrée de puissance élevée (~1 kW) pour alimenter le résonateur optique. / This work is part of a larger project called SIPHORE (SIngle gap PHOtoneutralizer energy RE-covery injector), which aims to enhance the overall efficiency of one of the mechanisms through which the plasma is heated, in a nuclear fusion reactor, i.e. the Neutral Beam Injection (NBI) system. An important component of a NBI system is the neutralizer of high energetic ion beams. SIPHORE proposes to substitute the gas cell neutralizer, used in the current NBI systems, with a photo-neutralizer exploiting the photo-detachment process within Fabry Perot cavities. This mechanism should allow a relevant NBI global efficiency of η> 60%, significantly higher than the one currently possible (η<25% for ITER). The present work concerns the feasibility study of an optical cavity with suitable properties for applications in NBI systems. Within this context, the issue of the determination of an appropriated optical cavity design has been firstly considered and the theoretical and experimental analysis of a particular optical resonator has been carried on. The problems associated with the high levels of intracavity optical power (~3 MW) required for an adequate photo-neutralization rate have then been faced. In this respect, we addressed both the problem of the thermal effects on the cavity mirrors due to their absorption of intra-cavity optical power (~1W) and the one associated to the necessity of a high powerful input laser beam (~1 kW) to feed the optical resonator.

De la première mention d'une masse pour les neutrinos par B. Pontecorvo en 1957 jusqu'aux récentes expériences sur les neutrinos, la mise en évidence de leur comportement oscillatoire pointe vers la nécessité d'une physique au-delà du modèle standard. Heureusement, l'oscillation des neutrinos n'apporte pas uniquement son lot de problèmes ; ce phénomène, pouvant être expliqué par l'existence d'une masse pour ces particules, mène également à une piste de solution quant à la brisure de la symétrie CP. En considérant des masses aux neutrinos, il devient possible d'expliquer cette brisure de symétrie de la même manière que pour les quarks, c'està-dire par la présence de phases dans les matrices de mélange. Cependant, l'étude de ces phases n'est pas révélatrice de la brisure de la symétrie CP puisque celles-ci dépendent de la paramétrisation utilisée pour la matrice de mélange. De plus, les quantités qui sauraient remplir un tel rôle devraient également être invariantes sous changement de base. C'est pour répondre à ces besoins qu'en 1985, Jarlskog a développé un formalisme plus adéquat basé sur des quantités nommées invariants de rephasage qui sont l'objet principal de ce projet de recherche. Les objectifs sont de calculer et de déterminer les propriétés des distributions de ces invariants dans le cadre du principe anarchique. Ce cadre théorique permet l'étude des entrées de la matrice PMNS sans qu'aucune symétrie ne soit initialement imposée de sorte que celles-ci y apparaissent aléatoires à basse énergie. Il est possible de conclure que la mesure de Haar, qui apparaît naturellement à partir du principe anarchique, est susceptible de reproduire la matrice PMNS à basses énergies. On développe alors un formalisme permettant l'étude des distributions des invariants de rephasage sous la mesure de Haar. De là, on montre que pour un nombre fixe de générations de neutrinos, tous les invariants de rephasage d'un même type possèdent la même distribution sous la mesure de Haar. Puis, on calcule les distributions des invariants de rephasage quadratiques et quartiques sous cette même mesure à partir d'une nouvelle approche passant par la transformée de Mellin. On obtient alors des résultats complètement analytiques dont les implications physiques en fonction du nombre de générations de neutrinos sont finalement discutées. / From the first mention of massive neutrinos by Pontecorvo in 1957 to recent experiments with neutrinos, the demonstration of their oscillatory behavior indicates the need for a physics beyond the standard model. One way to solve neutrinos oscillation is by adding a mass to these particles. Fortunately, this deviation from the physics of the Standard Model is the solution to another problem, CP violation. Assuming massive neutrinos, one can add phases to the mixing matrix and then explain CP violation in the same way as for quarks. Those phases cannot inform about the amplitude of the CP violation since they depend on the chosen parametrization for the PMNS matrix, and they are not invariant under change of basis. That is why in 1985, Jarlskog developed a new formalism based on basis invariant quantity namely the rephasing invariants. This memoir aims to study those phases in the context of the anarchy principle. In this theoretical framework, the elements of the PMNS matrix are studied without any constraints being imposed on them so that they appear random in the low energy limit. It is possible to conclude that the Haar measure, which follows naturally from the anarchy principle, is likely to reproduce the PMNS matrix at low energies. A formalism is therefore developed to study the rephasing invariants under this measure. Moreover, we show that all the rephasing invariants of the same type have the same probability density function under the Haar measure for a fixed number of neutrinos. From these results, the probability density functions for all types of rephasing invariants under the Haar measure are easily obtained for an arbitrary number of neutrinos. Finally, the physical implications of our analytical results in terms of neutrino generation number are discussed.

<p align="justify">Les transformations de supersymétrie (ou de Darboux) sont appliquées à l'étude du problème inverse, c'est à dire à la construction d'un potentiel d'interaction à partir de données de collisions, en mécanique quantique. En effet, ces transformations permettent de construire de nouveaux potentiels à partir d'un potentiel donné. Leur formalisme est étudié en détail, ainsi que celui correspondant à l'itération de deux telles transformations (paires de transformations).</p> <p align="justify">La présence d'états liés rend le problème inverse ambigu : plusieurs potentiels ayant des spectres liés différents peuvent avoir les mêmes propriétés pour la description des collisions; de tels potentiels sont dits équivalents en phase. Une décomposition originale du problème inverse est proposée pour gérer efficacement cette ambiguïté : dans un premier temps, un potentiel est construit à partir des données de collision (ce qui constitue le problème inverse proprement dit); dans un second temps, tous les potentiels équivalents en phase au potentiel ainsi obtenu sont construits. Avant ce travail, il était connu que ces deux aspects du problème inverse pouvaient être traités à l'aide de paires de transformations de supersymétrie.</p> <p align="justify">En ce qui concerne la construction de potentiels équivalents, nous étendons les méthodes existantes à des catégories de potentiels très utilisées en physique nucléaire, à savoir les potentiels optiques (ou complexes), les potentiels en voies couplées et les potentiels dépendant linéairement de l'énergie. En utilisant une paire de transformations permettant d'enlever un état lié, nous comparons les propriétés physiques des potentiels nucléaires profonds (c'est à dire possédant des états liés interdits par le principe de Pauli) et peu profonds. Des calculs dans des modèles à trois corps du noyau à halo d'6He et de la collision 16O+17O à basse énergie n'ont pas révélé d'importantes différences entre ces familles de potentiels. D'autres types de transformations permettent d'ajouter des états liés à énergie et normalisation arbitraires. Cependant, dans le cas à plusieurs voies, leur utilisation est compliquée par la possibilité d'avoir des états liés dégénérés et non dégénérés. Une étude préliminaire à deux voies montre que ces deux types d'états peuvent être traités par supersymétrie.</p> <p align="justify">En ce qui concerne le problème inverse proprement dit, nous montrons que l'utilisation de transformations simples (plutôt que de paires) permet une meilleure compréhension des méthodes existantes, tant pour l'inversion à moment cinétique orbital fixe que pour l'inversion à énergie fixe. De plus, l'utilisation de transformations simples mène dans certains cas à de nouvelles catégories de potentiels. Ainsi, nous construisons un nouveau potentiel d'interaction nucléon nucléon pour l'onde 1S; ce potentiel possède une singularité en r 2 à l'origine. La possibilité de construire des potentiels profonds par inversion est brièvement discutée. Pour les voies couplées, une étude bibliographique révèle certaines propriétés contradictoires des méthodes existantes, mais une analyse complète reste à faire.</p>

L'évolution des nombres magiques en fonction du nombre de neutrons est aujourd'hui un axe de recherche majeur en physique nucléaire. Cette évolution qui se traduit par des modifications profondes de la structure de ces noyaux exotiques, se manifeste expérimentalement par des changements rapides de collectivité et de forme. Dans cette thèse nous avons étudié les noyaux situés autour du 68Ni produits par collisions dites profondément inélastiques au GANIL. Les noyaux d'intérêts ont été sélectionnés et identifiés grâce au spectromètre VAMOS. Les rayonnements gamma permettant d'étudier leur structure ont été détectés par EXOGAM autour du point cible ainsi que par un dispositif spécifique installé au plan focal de VAMOS afin d'identifier les isomères pour une des deux expériences. Dans la première, nous avons observé un nouvel état isomère dans le 68Ni dont la configuration basée sur un état intrus proton nous renseigne sur les effets de couches Z=28 et N=40. De nouvelles transitions ont également été identifiées dans les noyaux de Co, Fe et Mn de masse impaire. Dans la seconde expérience, nous avons mesuré la durée de vie des premiers états excités des noyaux 63,65Co en utilisant une méthode utilisant l'effet Doppler. La mesure de ces temps de vie nous permet d'accéder aux probabilités de transitions électromagnétiques, donc à la collectivité. Des comparaisons avec différents modèles théoriques (modèle en couches et champs moyen) nous permettent d'aller plus loin dans l'interprétation et d'avoir des informations supplémentaires sur l'interaction entre les protons et les neutrons ainsi que sur l'évolution de la collectivité dans cette région de masse.

Ce travail de thèse se compose d'une partie théorique et d'une partie expérimentale. Nous combinons et utilisons les codes de transport de haute énergie LAHET, de basse énergie MCNP et le code d'activation CINDER. Nos calculs de validation des codes montrent que LAHET néglige la dissociation coulombienne du deutéron. En ajoutant cette contribution, nous obtenons un bon accord avec les données. Nous concluons également que LAHET reproduit bien la production d'isotopes si le modèle de fission ORNL est utilise pour des cibles avec z > 90. Le modèle de fission RAL donne des distributions isotopiques trop larges et ne reproduit pas les données en valeur absolue. Nous examinons différentes combinaisons de faisceaux (projectile, énergie), de cibles de spallation et de cœur de réacteur pour la production de neutrons, l'amplification d'énergie et la production de faisceau radioactif par fission. Nous montrons que les réactions (d, xn) pourraient apporter un certain nombre d'avantages importants, comparées aux réactions (p, xn). Nous concluons que l'utilisation de deutérons au lieu de protons devrait conduire a des intensités de faisceau primaire plus élevées, a un prix réduit du système et a moins de problèmes de radioprotection. Dans le projet SPIRAL Phase-II au GANIL, nous proposons la combinaison d(100 MeV)+Be→xn+U pour une production optimum de noyaux riches en neutron dans la région de masse 75≤A≤160. Cependant, la production de gaz de tritium dans la cible de conversion devrait être soigneusement étudiée. Nous prouvons également que l'utilisation des cibles de conversion de métal plus lourd peut poser des problèmes de radioprotection plus graves. Notre travail expérimental est directement relié aux investigations théoriques. Nous mesurons les distributions en énergie de protons produits par des deutérons de 100 et de 200 MeV sur 8 cibles minces (Be, C, Al, Ni, Nb, Ta, Pb et U) et dans la région angulaire 8° ≤ θp ≤ 120°. Les deux expériences ont été réalisées au LNS (Saclay, france) et au NAC (Faure, Afrique du Sud). Les données de bonne qualité (10% en valeur absolue et un seuil en énergie de 4-8 MeV) sont bien reproduites par le modèle LAHET amélioré pour les réactions (d, xp) et, par conséquent, pour les réaction (d, xn).