Le Modèle Standard de la physique des particules postule l'existence d'un champ doublet scalaire de Higgs, qui après brisure de symétrie électro-faible, donne lieu à la présence d'une particule scalaire neutre, le boson de Higgs. Les recherches directes par les expériences LEP imposent une masse de ce boson, s'il existe, supérieure à 114.5 GeV. Les mesures électro-faibles de précision, quant à elles, contraignent la masse du boson de Higgs, dans le Modèle Standard, à être inférieure à 144 GeV (95 % C.L.). Dans ce domaine de masse, la désintégration du boson de Higgs en deux photons est un des canaux les plus importants pour la recherche de ce boson dans le détecteur ATLAS. Ici, nous évaluons la possibilité d'étudier la production associée avec un boson Z ou W. Elle bénéficie d'un bon rapport signal sur bruit de fond et offre donc le potentiel d'être utilisé pour augmenter la signifiance statistique d'une possible découverte. Les processus de production associée permettront également la mesure des couplages du boson de Higgs aux bosons de l'interaction faible.

Cette thèse a pour objet l'étude des systèmes de particules et collisions dans les automates cellulaires. En se basant sur des observations expérimentales, nous proposons des définitions formelles de ces objets et montrons qu'ils peuvent être mis en relation avec des coloriages réguliers du plan. À l'aide d'une représentation sous forme syntaxique de ces objets, nous introduisons une opération syntaxique d'assemblage: les schémas de ligature. Cette opération peut être interprétée en termes de coloriage et correspond à une opération intuitive utilisée dans l'étude algorithmique des automates cellulaires. Nous prouvons que, dans le cas d'assemblages finis, le lien entre l'opération syntaxique et l'interprétation peut être complètement caractérisé de façon algorithmique. Nous explorons ensuite des pistes d'extension de ces systèmes facilitant l'encodage et permettant de dépasser le cas fini. Enfin, nous étudions les applications de tels systèmes en lien avec l'universalité dans les automates cellulaires. En particulier, nous donnons une nouvelle preuve de l'universalité de l'automate cellulaire 110 et présentons la construction d'un automate cellulaire intrinsèquement universel de rayon 1 et à 4 états.

Les particules cométaires sont des témoins de l'évolution du système solaire, dont les caractéristiques peuvent être estimées à partir de la lumière qu'elles diffusent et émettent.<br>Je montre qu'un modèle de diffusion lumineuse par un nuage d'agrégats fractals et de sphéroïdes permet d'interpréter, en fonction de la distribution en taille et des matériaux constitutifs, des observations polarimétriques en angle de phase et longueur d'onde. Le modèle est en particulier appliqué à la comète Hale-Bopp, et au milieu interplanétaire en modélisant aussi les observations thermiques.<br>Je développe des outils de diffusion lumineuse (numériques et expérimentaux) pour analyser des agrégats analogues aux particules protoplanétaires qui seront formés avec ICAPS à bord de l'ISS. De façon complémentaire, une simulation expérimentale en vol parabolique avec PROGRA2 me permet de déterminer les propriétés physiques de microparticules d'intérêt astrophysique par des mesures polarimétriques.

Dans une première partie nous considérons le système {YSZ || (0001)_alpha-Al2O3} ({couche||substrat}) obtenu par voie sol-gel pour lequel des traitements thermiques induisent la formation d'îlots YSZ épitaxiés plats (interfaces (1) et (2); substrat plan) ou bombés (interface (3); substrat rugueux). Nous proposons un modèle physique à l'échelle atomique et une approche de simulation ab initio pour calculer l'énergie et comparer la stabilité de chaque interface observée expérimentalement.<br />La deuxième partie introduit un modèle physique à l'échelle nanométrique couplé à un algorithme Monte-Carlo classique pour simuler la mise en îlots, au cours d'un traitement thermique, de films minces synthétisés par voie sol-gel. Cette partie complète l'étude précédente en justifiant la plus grande stabilité de l'interface (3) vis à vis des interfaces (1) et (2) sur un substrat rugueux. Nous proposons ensuite une démarche de simulation analogue et un modèle décrivant les processus de formation d'îlots pour des couches synthétisées par des procédés de type PVD-CVD illustrés par le système {Ge||Si}.<br />Finalement, un modèle physique et un algorithme de dynamique moléculaire classique sont associés pour simuler l'auto-organisation de particules de diamant micrométriques immergées dans un film liquide horizontal en évaporation sur un substrat. Les particules sont soumises à des forces capillaires attractives et des forces de friction avec le substrat qui est plan ou rayé. L'expérience démontre une agglomération préférentielle des particules sur les zones de forte rugosité d'un substrat rayé; le modèle démontre l'importance des frottements dans l'interprétation de ce phénomène.

L'oxydation hydrothermale est une méthode de traitement des effluents industriels aqueux. Elle consiste en une minéralisation totale de la matière organique en présence d'un oxydant dans de l'eau sous pression et sous haute température. Le travail de thèse a pour<br />objectif de construire des outils de simulation permettant le développement et le dimensionnement d'unités industrielles d'oxydation hydrothermale. Le premier chapitre s'est attaché à présenter, les propriétés physicochimiques spécifiques de l'eau supercritique. Puis, un état du marché potentiel de la biomasse, disponible et traitable par le procédé d'oxydation hydrothermale, est décris. Enfin, l'état de l'art des procédés générateurs d'énergie et des<br />travaux traitant de la valorisation de la biomasse par oxydation hydrothermale est dressé. Le second chapitre présente les résultats liés à la valorisation des déchets issus de la biomasse sous forme électrique pour le procédé d'oxydation hydrothermale. Dans ce chapitre, le<br />procédé d'oxydation hydrothermale est décrit, ses contraintes et les résultats d'optimisation<br />sont présentés. Le troisième chapitre est dédié à la modélisation d'un réacteur réservoir polyphasique et à la validation de ce modèle grâce aux résultats expérimentaux obtenus sur le pilote de I.C.M.C.B. L'originalité de ce modèle réside en la prédiction du comportement d'une population de particules dans un réacteur réservoir en conditions supercritiques.

Dans la plupart des domaines de la physique nous rencontrons des solitons, solutions classiques et localises<br />d'nergie finie des quations du mouvement. Ces objets donnent naissance d'autres objets plus complexes<br />comme les particules, les ``domain walls'' (murs de sparation entre deux zones). La plupart des solitons<br />rsultent d'un dfaut topologique, l'tat de plus basse nergie dfini avec une multplicit plus grande<br />que 1 (potentiel dfini avec un ``chapeau mexicain''). Dans ces types de thories les solitons sont les<br />solutions reliant un ``vide'' un autre. L'autre type de solitons que nous tudierons ici, sont les<br />solitons non-topologiques. Leur existance et leur stabilit sont assures cette fois par la conservation<br />d'une charge,le nombre fermionique dans notre cas. Il existe un grand nombre de thories contenant ce type d'objet.<br />Il suffit entre autre qu'il existe une charge conserve Q, associe une symtrie interne non brise<br />[S. Coleman, Nucl. Phys. B262(1985) pp. 263-283.].<br /><br />Les solutions de ce type sont stables dans le sens qu'elles ne se dsintgrent pas en particules scalaires, leur<br />masse est plus petite que celle d'un ensemble de particules. L'ajout d'une interaction entre les Q balls et les fermions<br />a pour consquence de les rendre instables vis--vis de la dsintgration en fermions. Ce sont ces instabilits<br />que nous proposons d'tudier ici. Nous allons pour ce faire tudier les intractions d'un Q ball avec des<br />fermions de masse nulle en construisant une description quantique exacte d'un Q ball s'vaporant. Cette construction se base<br />sur une construction indite pour ce problme, supposant qu'aucun fermion ne se dplace vers le Q ball. Avec cette nouvelle<br />construction nous avons prouv que le Q ball s'vapore et nous avons mme calcul la valeur du taux d'vaporation.<br /><br />Nous avons ensuite tudi les interactions avec des fermions massifs. Pour ce faire nous avons utilis une mthode<br />consistant calculer les amplitudes de rflection et de transmission. Cette methode nous a permis en plus de trouver le taux<br />d'vaporation en fermions massifs et de rsoudre le problme de l'intraction entre un Q ball et un fermion extrieur.<br /><br />Comme rsultat principal nous pouvons dire que le taux d'vaporation dpend de la probabilit qu'un anti-fermion devienne<br />un fermion. Car comme nous l'avons dmontr le Q ball change l'nergie des particules qui interagissent avec lui d'un facteur<br />dpendant de son nergie interne. De ce fait les fermions produits par le Q ball ont leur nergie<br />contenue dans un intervalle fini. Ce rsultat a pour consquence le traitement diffrent des fermions et des anti fermions arrivant sur le Q ball.

En raison de leur toxicité, les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) font partie des polluants atmosphériques devant faire l'objet d'une surveillance (directive cadre européenne 96/62/CE du 27 septembre 1996). De par leurs propriétés physico-chimiques, certains de ces composés sont présents dans l'atmosphère simultanément en phases gazeuse et particulaire. Leur impact sanitaire et environnemental, différent selon la phase considérée, impose le prélèvement et l'analyse séparée des deux phases. Actuellement, la méthode la plus couramment utilisée pour l'échantillonnage simultané et séparé des phases gazeuse et particulaire est le préleveur à Haut-débit. Mais de nombreux auteurs ont montré que cette méthode engendrait des artefacts de prélèvement qui induisaient des erreurs dans l'estimation des concentrations. Ce travail de thèse répond à la nécessité de disposer d'un outil de prélèvement des HAP dépourvu d'artefact de prélèvement. Dans ce contexte, nos recherches ont porté sur la validation de la méthode de prélèvement par tube denuder multi-annulaire. Cette validation s'est articulée autour de tests en conditions contrôlées (banc à perméation, banc à rouleaux) afin d'évaluer l'impact des principaux paramètres susceptibles d'influer sur les performances du tube (température, humidité, concentration en HAP, taille des particules, conditions de prélèvement), et de prélèvements d'échantillons réels (atmosphériques) pour évaluer l'effet de la matrice environnementale. Elle a été complétée par une comparaison avec le préleveur conventionnel, à partir de prélèvements à l'émission d'un véhicule diesel (banc à rouleaux). Il ressort de l'ensemble de ces tests que le tube denuder multi-annulaire est une méthode adaptée au prélèvement simultané des HAP en phases gazeuse et particulaire, dans une gamme de conditions expérimentales couvrant largement le domaine de conditions généralement rencontrées dans l'environnement. Pour une étude plus précise du phénomène de distribution gaz-particule des HAP, le remplacement des préleveurs conventionnels par des systèmes «tube denuder» est ainsi fortement souhaitable.

Le but de l'expérience virgo est la detection des ondes gravitationnelles<br />avec un interferomètre de michelson ayant des bras de trois kilomètres de long.<br />L'objet de cette thèse est le banc de detection, c'est-à-dire l'ensemble des<br />éléments nécessaires à la détection du signal en sortie de l'interferomètre.<br />La première fonction du banc de détection consiste à filtrer le faisceau issu<br />de l'interferomètre afin d'en améliorer le contraste et donc d'augmenter la<br />sensibilité de la mesure. L'élément permettant de réaliser ce filtrage est une<br />cavité optique résonnante accordée sur le mode fondamental du laser grâce à un<br />contrôle actif de sa longueur. L'étude, la conception de cette cavité et la<br />validation de la technique d'asservissement testée sur un prototype sont exposées<br />dans cette thèse. La seconde fonction du banc de détection est de collecter la<br />lumière issue de l'interferomètre. Différents photodétecteurs ont été testés afin<br />de sélectionner une photodiode repondant aux critères de l'expérience. Ces tests<br />ont abouti au choix d'une photodiode ingaas ayant un diamètre de trois millimètres<br />capable de répondre linéairement à une puissance lumineuse incidente de cent<br />milliwatts et ayant une haute efficacite quantique (86%). La dernière fonction<br />essentielle qui est l'alignement et l'adaptation du faisceau incident sur le banc<br />de détection a elle aussi été etudiée. L'ensemble de ce travail a permis de definir<br />la configuration générale du banc de détection.

Les séquences argileuses peu perméables telles que les argilites callovo-oxfordiennes du bassin de<br />Paris ou les siltites vraconiennes du Gard, ont été choisies pour l'implantation éventuelle d'un<br />laboratoire souterrain destiné à tester les propriétés physico-chimiques de ces formations dans<br />l'éventualité d'un stockage profond de déchets nucléaires. La connaissance et la compréhension des<br />modifications post-sédimentaires sont fondamentales dans la définition de ces propriétés. Le but du<br />présent travail visait donc à évaluer et quantifier ces changements par l'étude de ces roches, en<br />particulier des minéraux argileux.<br />Les échantillons proviennent de deux forages (HTM102 et MAR501). Les principaux minéraux<br />argileux dans le forage HTM102 sont l'illite et les interstratifiés illite/smectite. Les observations au<br />MET et au MEB couplées aux analyses isotopiques K-Ar et Rb-Sr mettent en évidence la néoformation de carbonates (calcite, dolomite) et d'argiles. Celles-ci apparaissent au MET comme des particules authigènes lattées en croissance sur des particules détritiques. La durée et l'extension de ces événements diagénétiques sont difficiles à évaluer du fait d'une contamination systématique des<br />échantillons par une contribution détritique, et ce même dans les fractions les plus fines. Cependant,<br />l'étude d'un niveau de bentonite dans la séquence permet de caler l'époque et la durée de la<br />diagenèse. En assimilant cette bentonite à un pôle authigène, il a été possible de reconstruire les<br />variations des valeurs K-Ar de chaque fraction argileuse dans la séquence. Ainsi, la corrélation<br />observée entre les variations du niveau marin relatif et la formation d'un matériel argileux riche en<br />smectite d'une part, et des chimies de fluides différentes d'autre part, sont autant d'arguments en<br />faveur de réactions diagénétiques en système sinon clos du moins restreint.<br />Les travaux sur le forage MAR501 sont comparables à ceux réalisés sur le forage HTM102, avec<br />également un mélange entre deux populations argileuses d'âge différent. Les glauconites<br />diagénétiques ont permis de caler le Vraconien au voisinage de 93,7 ± 0,3 Ma, en accord avec les<br />données stratigraphiques. L'étude d'une fracture colmatée par une matrice essentiellement argileuse<br />confirme le caractère confiné de cette séquence. Aucune migration d'éléments, et en particulier de<br />TR, n'a été mise en évidence lors de la circulation de paléofluides, indiquant que les minéraux<br />argileux ont conservé leurs propriétés géochimiques.<br />L'ensemble de ces résultats est en faveur de propriétés de confinement fiables dans le cas des deux séquences argileuses.

Ce travail de thèse présente une recherche expérimentale de particules supersymétriques, les<br />charginos et neutralinos, avec le détecteur L3 auprès du collisionneur e+e- LEP à une énergie<br />dans le centre de masse de s = 161, 172 et 183 GeV. Dans le cadre de la conservation de la<br />R-parité, les événements recherchés ont une énergie manquante significative emportée par la<br />plus legère des particules supersymétriques (LSP), ce qui permet de les distinguer des<br />événements standards. Pour cela, un ensemble de sélections qui optimisent le rapport<br />signal sur bruit est mis au point pour chaque type de signal à chaque énergie. L'absence<br />d'excès d'événements par rapport aux prédictions du modèle standard permet de mettre des<br />limites sur les sections efficaces de production des charginos et neutralinos. Interprétés<br />dans le cadre du MSSM contraint, ces resultats, combinés avec les recherches de sleptons<br />effectuées parallèlement dans la collaboration L3, permettent de mettre des limites inférieures<br />sur la masse des charginos et neutralinos ; en particulier, on exclut à 95% de niveau de confiance<br />un neutralino plus léger que 25.9 GeV/c2. Ceci a des conséquences importantes sur<br />l'interprétation de la matière cachée de l'univers. La recherche d'événements à énergie<br />manquante implique une bonne hermiticité du détecteur. A ce titre, fin 1995, un calorimètre<br />électromagnétique supplémentaire a été installé dans l'expérience L3. On présente l'utilisation,<br />l'amélioration des performances et la calibration de ce détecteur constitué de modules fait<br />en Plomb avec des fibres scintillantes (SPACAL).