Dans le contexte des études sur les systèmes innovants de production d'énergie, des réacteurs exploitant le combustible thorium sont envisagés. Les sections efficaces de fission induite par neutrons des actinides qui y sont engagés entrent en jeu dans les simulations de scénarios. Pour les alimenter, des bases de données sont produites à partir de résultats expérimentaux et de modèles. Pour certains noyaux, elles présentent des lacunes ou des désaccords. Pour compléter ces bases de données, nous avons construit un dispositif original constitué d'une alternance de PPACs(chambres à avalanches sur plaques parallèles) et des cibles ultra-minces, que nous avons installé auprès de l'installation n_TOF. Nous décrivons les détecteurs, le montage, et le soin apporté à la fabrication et à la caractérisation des cibles. La détection en coïncidence des produits de fission se fait grâce à des mesures de temps très précises et à leur localisation par la méthode de la ligne à retard. Nous avons contribué, au sein de la collaboration n_TOF, à la caractérisation de la nouvelle source intense de neutrons de spallation du CERN, basée sur le temps de vol des neutrons, et nous en décrivons les caractéristiques et les performances. Nous avons pu mener des mesures sur les actinides ^{232}Th, ^{234}U, ^{233}U, ^{237}Np, ^{209}Bi, et ^{nat}Pb relativement aux références ^{235}U et ^{238}U, en utilisant un système d'acquisition innovant. Nous avons pu tirer parti du large domaine d'énergie accessible, de 0,7 eV à 1 GeV, et de l'excellente résolution dans ce domaine. Le traitement des données et l'état d'avancée de l'analyse sont décrits afin d'éclairer les performances et les limites des résultats obtenus.

Sur N=50, une experience a ete realisee en fevrier 2001 sur la ligne ISOL PARRNe dont l'objet etait de mesurer les premiers etats excites du 83Ge (Z=32, N=51) en etudiant la decroissance beta du 83Ga produit par fission de 238U. La precision extreme du dispositif experimental, couplee au fonctionnement des sources a plasma chaud a permis d'atteindre des informations spectroscopiques des isotopes de Ge au dela de la couche magique N=50. Deux transitions ont ete attribuees au 83Ge : a 867 keV et a 1238 keV. Le schema de niveau du 83Ge a pu etre interprete en terme de particule individuelle : les etats excites de ce noyau sont dus aux couplages entre le neutron celibataire au dela de N=50 et le reste du noyau. Sur N=40, nous avons cherche a determiner la valeur de la probabilite de transition de l'etat fondamental vers le premier etat excite notee B(E2) dans les noyaux de 70Ni (N=42) et de 74Zn (N=44) a partir de reaction d'excitation coulombienne. Ces noyaux exotiques sont produits par fragmentation d'un faisceau primaire de 76Ge sur une cible de 58Ni, selectionnes par le spectrometre LISE, puis interagissent avec une cible secondaire de Pb utilisee pour induire l'excitation coulombienne. A l'issue de cette analyse, les B(E2) suivant ont ete obtenus : B(E2,70Ni)=860(170) e2fm4, B(E2,74Zn)=1960(140) e2fm4. Ces valeurs ont ete confrontees d'une part a des calculs variationnels que j'ai realises, d'autre part a des calculs de modele en couches publies. Ces calculs mettent en evidence l'aspect complexe des noyaux de Ni, qui bien que situes sur une fermeture de couche en protons (Z=28), ne semblent pas avoir un comportement typique de noyaux semi magiques.

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L'évolution de la structure nucléaire loin de la stabilité est un sujet d'actualité de la physique nucléaire expérimentale et théorique.<br> Dans cette étude nous nous sommes intéressés à la structure des noyaux riches en neutrons autour de N=40. L'évolution en énergie de l'orbitale νg9/2 avec le nombre de neutrons est un des points clés pour définir la structure à basse énergie de ces noyaux.<br> Comme outils d'investigation, nous avons utilisé la mesure des moments magnétiques dipolaires et la décroissance β. Pour la mesure du facteur gyromagnétique de l'état 9/2+ du 61mFe nous avons appliqué la méthode TDPAD. Cette méthode (comme la majorité des méthodes de mesure de moments nucléaires statiques) nécessite que le spin du noyau mesuré soit orienté. L'orientation du 61mFe a été obtenue lors de la réaction de fragmentation du 64Ni à 55 MeV/u et par sélection en moment des fragments avec le spectromètre LISE au GANIL. Le dispositif expérimental utilisé nous a permis de garder cette orientation jusqu'au point d'implantation. La valeur mesurée du facteur g a été comparée avec les prédictions des calculs de modèle en couches à grande échelle et Hartree-Fock-Bogoliubov.<br> Pour l'étude de la décroissance β nous avons produit les noyaux riches en neutrons autour de N=40 par la fragmentation du 86Kr à 58 MeV/u. La sélection des produits de réaction a été faite en utilisant pour la première fois le spectromètre LISE2000. Les rayonnements γ ont été détectés avec quatre détecteurs segmentés EXOGAM. Nous avons ainsi déterminé pour la première fois les valeurs de 5 périodes radioactives et amélioré la précision sur 4 autres valeurs. Le peuplement des états excités dans les noyaux fils nous a permis d'identifier de nouvelles transitions et de déterminer pour la première fois la position en énergie du premier état 2+ de 68Fe et de 72Ni. Les résultats expérimentaux ont été comparés avec des prédictions de modèle en couches. D'autres transitions ont été observées pour la première fois dans la décroissance βγ du 60Ti, 70Fe, 71,73Co.

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Ce travail porte sur l'étude des états de vibration collective du noyau : les résonances géantes et les états multiphonons. Ces derniers, constitués de plusieurs résonances géantes superposées, peuvent être excités par diffusion inélastique d'ions lourds près de l'angle d'effleurement. Aucun état à trois phonons collectif n'a été observé jusqu'à maintenant. Une expérience a été effectuée au GANIL dans le but d'observer l'état à trois phonons construit avec la Résonance Géante Quadrupolaire dans le $^(40)$Ca, avec la réaction $^(40)$Ca + $^(40)$Ca à 50 A.MeV. L'éjectile était identifié dans le spectromètre SPEG et les particules chargées légères étaient détectées dans les 240 scintillateurs CsI du multidétecteur 4 Pi INDRA. L'analyse de cette expérience confirme les résultats précédents concernant la Résonance Géante Quadrupolaire (RGQ) et l'état à deux phonons quadrupolaires dans le $^(40)$Ca. Pour la première fois, une branche importante de décroissance directe de la RGQ par particules alpha est mesurée. En appliquant la méthode dite de l'énergie manquante aux événements contenant trois protons mesurés en coïncidence avec l'éjectile, une décroissance directe révélant la présence d'un état à trois phonons est observée dans la région en énergie attendue pour une triple RGQ. <br>Les mécanismes de réaction dans la voie inélastique sont également étudiés, en particulier, un mécanisme récemment découvert appelé towing mode. Pour la première fois le towing mode de particules alpha est observé. <br>Les énergies des états multiphonons dans le $^(40)$Ca et le $^(208)$Pb ont été calculées microscopiquement en incluant des anharmonicités. La base du calcul a été étendue aux états à trois phonons. Nos résultats montrent de grandes anharmonicités (plusieurs MeV), dues au couplage des états à trois phonons avec les états à deux phonons. L'extension de la base aux états à quatre phonons a été effectuée pour la première fois. Les résultats montrent que les états à deux phonons ne sont pas affectés par les états à quatre phonons. Quelques résultats préliminaires sur l'influence de ces derniers sur les états à trois phonons sont présentés.

Les noyaux riches en neutrons de la région de transition A~180-200 présentent de nombreux intérêts pour les physiciens nucléaires. Les meilleurs exemples d'isomérisme K sont prédits pour les noyaux situés du côté riche en neutrons de la vallée de stabilité. Ces noyaux sont par contre difficilement peuplés par des réactions nucléaires classiques. L'étude des décroissances gamma de ces isomères K fournit des informations de première importance sur l'évolution de la structure du noyau de la forme prolate à la forme sphérique dans la région de transition. La fragmentation du projectile s'est avérée une méthode puissante pour peupler des isotopes de noyaux lourds riches en neutrons, ceci avec des sections efficaces suffisantes pour pouvoir en faire la spectroscopie gamma. Les techniques de spectroscopie gamma utilisées auprès du Séparateur de FRagments (FRS) du GSI ont permis d'étudier les états isomériques K de noyaux de la région de masse A~190-200 dont les temps de vie s'étendent de quelques nanosecondes à quelques millisecondes. Ces isomères sont produits par fragmentation d'un faisceau de 208Pb à une énergie de 1 GeV/nucléon sur une cible de 9Be d'une épaisseur de 1.6 g/cm2. Les fragments sont séparés par le FRS fonctionnant en mode achromatique et identifiés grace à la méthode Brho-DeltaE-TOF. Les ions sont ensuite arrêtés par un stoppeur en aluminium. Les rayonnements gamma prompts et retardés émis en coincidence avec les ions implantés sont détectés par un dispositif composé de 4 détecteurs germanium trèfle segmentés d'efficacité photopic totale 6 %. Utilisant cette nouvelle technique expérimentale, ce travail a permis d'étudier de nouveaux isomères dans les noyaux riches en neutrons de la région de masse A=190-200. De nouveaux états isomériques K ont été identifiés dans les noyaux 190W et 197Ir. L'étude de leur décroissance a permis d'obtenir des informations nouvelles sur leur structure. Ce travail a aussi démontré l'efficacité de cette nouvelle méthode pour atteindre des états de haut spin : les états isomériques K=35/2- ont été peuplés dans les noyaux de 175Hf, 179W et 181Re. Les spins de ces états correspondent à la plus haute valeur jamais observée dans des réactions de fragmentation du projectile.

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Ce travail décrit la mise au point et l'exploitation d'un quadrupole à radiofréquence rempli de gaz pour la collection et le refroidissement rapide de faisceaux d'ions de basse énergie (10-100 keV). L'objectif de ce système est de réduire l'émittance du faisceau radioactif ISOLDE (avec un minimum de pertes) afin d'augmenter la sensibilité des deux spectromètres en ligne dédiés à la mesure de masse de haute précision : MISTRAL et ISOLTRAP. Chacun de ces dispositifs de refroidissement est porté à une haute tension dans le but de réduire l'énergie cinétique du faisceau injecté dans le quadrupole. Le dispositif de MISTRAL est prévu pour ré-accélérer le faisceau continu refroidi tandis que celui d'ISOLTRAP délivre des paquets d'ions de faible énergie (~3 keV) pour une injection et un refroidissement additionnel dans un piège de Penning. Ce mémoire de thèse décrit également les mesures de masse des isotopes de mercure déficients en neutrons 182;183Hg effectuées avec le système nouvellement développé pour ISOLTRAP. Les mesures de masse de haute précision résultantes nous donnent une idée plus claire des énergies de liaison et de leurs corrélations avec les coexistences de formes connues dans cette région.