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Cette thèse a pour but de montrer l'intérêt de l'utilisation de microprocesseurs microprogramables en acquisition et en filtrage d'événements de physique des particules hautes énergies. La première partie est consacrée à l'analyse du problème et à la mise en évidence des principales difficultés . La deuxième partie décrit la solution retenue. Cette dernière consiste à insérer dans la structure informatique initiale une grande efficacité de transfert et de traitement des données au moyen d' une architecture multiprocesseur à intelligence répartie, adaptable à chaque expérience. La troisième partie décrit en détails le processeur GESPRO, les outils logiciels conçus pour cette réalisation, ainsi que les performances obtenues. La dernière partie est consacrée à l'analyse des résultats obtenus depuis 1975 sur deux expériences (WA2 e t NA10) au SPS du CERN à Genève.

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Le développement de l'imagerie in vivo du petit animal dans le but d'étudier des pathologies humaines est aujourd'hui devenu indispensable. Le projet ImaBio de l'Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien s'intègre dans une dynamique de développement de nouveaux instruments en réalisant une plate-forme d'imagerie multimodale dédiée au petit animal (AMISSA). Ce travail de thèse représente l'étude, la conception et le développement d'un Tomographe à Emission MonoPhotonique (TEMP) qui devra s'intégrer à la plate-forme AMISSA. Le résultat de ces développements permet d'obtenir la distribution spatiale de la molécule injectée à l'animal. Les solutions techniques choisies pour le développement du TEMP s'appuient sur des savoir-faire du laboratoire permettant de concevoir un imageur composé de gamma caméras adaptées à la détection des photons γ produits par les radiotraceurs utilisés en imagerie monophotonique. Afin de couvrir la totalité du champ de vue transversal, quatre gamma caméras sont disposées en couronne autour du volume d'intérêt. Chacune d'entre elles est composée de 5 modules de détection indépendants basés sur le couplage entre une matrice de cristaux de YAP:Ce, d'un photomultiplicateur multianode et d'un dispositif électronique multivoie dédié. Au total, 20 modules de détection ont été équilibrés puis étalonnés afin que chaque voie de détection puisse donner le même résultat lors d'un dépôt d'énergie identique. Les données générées sont collectées puis traitées afin d'en extraire les positions et les énergies déposées par des photons γ dans les cristaux. Ces dernières informations sont ensuite regroupées pour construire les projections. La reconstruction 3D des images à partir des projections est réalisée par l'enchaînement de deux algorithmes, analytique et itératif OS-EM, tous deux modifiés pour tenir compte de la géométrie singulière de notre système de détection. L'image ainsi obtenue est fusionnée avec l'information anatomique délivrée par le tomodensitomètre X déjà présent sur la plate-forme.

L'expérience CBM (Compressed Baryonic Matter) a pour objet d'explorer le diagramme des phases de la matière nucléaire dans la région des hautes densités baryoniques au moyen de collisions d'ions lourds à des énergies de faisceau comprises entre 10 et 40 AGeV. Dans le but d'étudier le charme ouvert (D0 et D+) avec CBM, un détecteur de vertex (MVD) présentant à la fois un faible budget de matière, une excellente résolution spatiale et une bonne tolérance aux radiations est requis. Cette étude vise à déterminer dans quelle mesure un MVD constitué de capteurs CMOS (MAPS) peut garantir de telles performances. Dans cette optique le cahier des charges du MVD a été établi. Les mécanismes de dégradation par irradiation des MAPS ont été étudiés pour en améliorer la tolérance d'un ordre de grandeur. Les résultats de ces études ont permis de réaliser des simulations avec GEANT, et de démontrer la faisabilité du programme de physique portant sur le charme ouvert avec un tel concept de détecteur

Cette thèse présente les expériences HAPPEX à JLAB et E-158 au SLAC (USA) qui mesurent les asymétries de violation de parité en diffusion élastique d'électrons polarisés sur cibles hadroniques et d'électrons atomiques. Avec les mesures sur cibles hadroniques comme l'hydrogène ou l'Hélium, il est possible d'extraire les contributions des quarks étranges aux distributions de charge et de courant dans le nucléon. De la mesure en diffusion électron-électron il est possible d'effectuer une mesure précise de sin2 θw et de tester le modèle standard dans le secteur électrofaible loin du pôle du Z. Dans ce manuscrit nous décrivons le formalisme relatif à la sonde électrofaible. Nous détaillons les techniques associées à la mesure précise des asymétries de violation de parité. Nous développons en particulier les dispositifs de chaque expérience dont les détecteurs d'électrons et le système de rétroaction sur le courant du faisceau pour HAPPEX et l'analyse des données du run III de l'expérience E-158 avec une étude des systématiques du faisceau à l'échelle sub-impulsion. Finalement, les résultats préliminaires sont présentés en regard des autres mesures existantes et à venir.

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Les travaux de recherche présentés ont pour objectif l'étude des non-linéarités photoréfractives en vue de la réalisation de composants optiques pour application dans le domaine de l'instrumentation pour des dispositifs de protection laser et dans le domaine des communications optiques pour des fonctions de routage, commutation et interconnexions optiques. Mise à part la limitation optique qui concerne plutôt l'optronique, ces applications s'inscrivent essentiellement dans des applications de traitement tout optique de l'information. Nous nous intéressons plus particulièrement à la propagation d'ondes solitaires spatiales dans des matériaux photoréfractifs et à la possibilité d'utiliser les phénomènes d'interactions de solitons pour application au routage et interconnexions optiques. Une possibilité est notamment la réalisation de fonctions simples ou plus complexes comme des liaisons point à point, des coupleurs (X ou Y). <br />Dans ces objectifs, des études, à la fois expérimentales et théoriques, des phénomènes d'autofocalisation photoréfractive et de solitons spatiaux ont été réalisées : elles concernent des travaux de recherches sur des matériaux isolants (Bi12TiO20, Sr1-xBaxNb2O6) pour la limitation optique et sur des matériaux semi-conducteurs (InP :Fe, SPS) pour les applications dans les communications optiques. Des études supplémentaires sur les interactions de solitons sont en cours pour la réalisation de démonstrateurs de routage et d'interconnexions optiques. Des travaux récents s'intéressent également à l'auto-organisation de lumière en cavité optique non-linéaire (formation de structures spatiales auto-organisées, structures localisées, solitons de cavité) pour des applications de télécommunications optiques.