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l'étude des mécanismes de sorption à l'interface passe, dans un premier temps, par la caractérisation du solide en équilibre avec le milieu pour étudier le phénomène d'hydratation de la surface du solide ; puis , dans un second temps, par l'étude du phénomène de sorption lorsque le liquide est placé à l'équilibre dans un milieu comportant les ions métalliques jouant le rôle d'adsorbat. Dans cette optique , le but du travail de thèse présenté ici est l'étude, à l'échelle moléculaire, des mécanismes de sorption associés au système UO_2^{2+}/TiO_2. Nous avons utilisé une démarche originale, consistant à étudier le système selon une approche multi-échelle.Cette approche se compose elle même de trois parties bien distinctes. En premier lieu, nous nous sommes intéressés aux données macroscopiques concernant le système d'étude. En parallèle de l'acquisition de ces données macroscopiques, nous avons employé le modèle CD-MUSIC pour le calcul des constantes d'acidité de surface du solide hydraté, qui utilise l'arrangement atomique de surface du substrat. En second lieu, nous avons effectué une étude multi-spectroscopique(SLRT, XPS, DRIFT, SHG) afin d'améliorer la compréhension du système à l'échelle moléculaire. Enfin, tous ces résultats ont été déterminés sur un même composé (TiO_2) mais sous différentes formes (phases rutile et anastase et monocristaux des phases (110), (001), et (111) pour la phase rutile). Les résultats de l'étude structurale ont permis de déterminer la coexistence de deux sites de sorption pour l'ion uranyle aquo à la surface de l'oxyde de titane et ceci quelle que soit la forme du solide étudié (poudre ou monocrystal). Il ressort de cette étude que les deux sites de sorption présentent une réactivité différente vis-à-vis de l'ion uranyle : le site le plus réactif a été attribué au site composé de deux atomes d'oxygène pontants et le site le moins réactif a été attribué au site composé par un oxygène terminal et un oxygène pontant. Désormais, nous pouvons considérer que l'étude de monocristaux permet de rendre compte des propriétés de la poudre polycristalline lors des études de sorption d'un cation sur un oxyde. Enfin , l'approche multi-échelle adoptée a permis d'obtenir une quantité importante d'informations, qui sont autant de contraintes lors de la détermination des constantes de sorption effectuée par la modélisation des données macroscopiques menée à l'aide d'un modèle de complexation de surface( modèle à capacité constante).

La diffusion (e,e'p) est un outil privilégié pour l'étude de la structure nucléaire, en particulier dans le cas des noyaux légers où des calculs exacts sont possibles. L'avènement d'accélérateurs d'électrons de grande énergie et de grand cycle utile a ouvert l'accès au domaine des grandes impulsions, permettant de sonder la structure nucléaire à des distances inférieures à la taille du nucléon et de mesurer d'éventuels effets liés à leur structure interne. Ce mémoire présente une sélection du programme expérimental récemment effectué dans le Hall A du Jefferson Laboratory dans le cadre de cette problématique. Une attention particulière est portée sur la mise en évidence et la compréhension de la dynamique des mécanismes de rediffusion. L'étude de la structure interne du nucléon est également abordée à travers le phénomène de Transparence de Couleur - mettant à profit la dominance des effets de ré-interaction en diffusion quasi-élastique sur les noyaux légers - et les distributions généralisées de partons mesurables en diffusion Compton profondément inélastique.

L'investigation des voies de décroissance d'un noyau excité au-dessus de l'énergie de liaison est l'un des grands sujets de recherche de la physique nucléaire. A partir des années quatre-vingt, la présence d'autres voies de décroissance que la fission et l'évaporation des résidus a été prédite et mise en évidence dans des systèmes nucléaires très excités. Ces voies ont été décrites comme l'explosion du noyau chaud et la dilution en de nombreux fragments, formés simultanément, dans des situations de coexistence de phases liquide et gazeuse de la matière nucléaire. Plusieurs types de collisions ont été étudiés pour induire l'excitation nécessaire à la désintégration du noyau et pour mettre en évidence les propriétés déterminantes de ce processus. Un cas particulier intéressant est celui de la "multifragmentation thermique", le processus de cassure multiple d'un noyau chaud quand l'excitation est quasiment purement thermique, c'est à dire que les effets dynamiques comme la compression (caractéristiques des collisions d'ions lourds à l'énergie de Fermi) sont négligeables. Les réactions particulièrement adaptées sont les collisions induites par les protons. Au cours des dernières années, un large programme expérimental conduit au FRS (Fragment separator, GSI, Darmstadt) focalisé sur l'étude des propriétés fondamentales des résidus de spallation et fragmentation a abouti à l'étude des systèmes $^(56)Fe +p, ^(56)Fe + ^(nat)Ti, ^(136)Xe + p, ^(136)Xe + ^(nat)Ti$ à 1 A GeV. Pour les quatre systèmes, la cinématique inverse nous a permis d'observer toutes les particules sans aucun seuil en énergie. La forme complexe du spectre en vitesse permet d'identifier des différents canaux de désexcitation et manifeste clairement la transition d'un processus en prévalence chaotique (nuage gaussien dans l'espace des vitesses) vers un processus dominé directement par la répulsion columbienne, ou éventuellement par l'expansion (couche sphérique dans l'espace des vitesses). En nous concentrant sur les systèmes $^(56)Fe + p, ^(136)Xe + p$, différentes descriptions possibles du processus de réaction sont discutées, basées soit sur la fission asymétrique ou sur la multifragmentation, caractérisée par des cassures rapides très asymétriques. Une discussion est dédiée explicitement à décrire comment, et sur la base de quelles hypothèses, il a été possible d'extraire des sections efficaces invariantes à partir des mesures inclusives. L'outil mathématique développé à ce propos constitue un nouveau concept dans les expériences au FRS et il établit un lien avec d'autres types de données expérimentales, comme celles obtenues dans des mesures exclusives.Une discussion particulière est étendue à d'autres aspects, comme la dépendance en température de la composition isotopique des résidus et le ré-établissement des caractéristiques de la structure nucléaire dans la production isotopique. Ces recherches s'inscrivent dans le programme de l'aval du cycle électronucléaire, et de nombreuses applications comme la conception des cibles de spallation pour des réacteurs hybrides dédiés à la production d'énergie ainsi qu'à l'incinération des actinides peuvent en profiter. En particulier nous avons mis en évidence que les effets de l'introduction de l'étape de la multifragmentation dans un modèle de spallation peuvent jouer un rôle important pour des énergies incidentes autour de 1 A GeV, et améliorer notablement la reproduction des données expérimentales tant pour la production isotopique que pour la description de la cinématique d'émission des fragments légers.Cette étude est ainsi essentielle pour progresser dans l'étude fondamentale des phénomènes astrophysiques, comme la nucléosynthèse et les propriétés de la matière dans des étoiles à neutrons.

L'étude des collisions d'ions lourds aux énergies intermédiaries (10 $\to$ 100 MeV/u) a montré, la persistance des mécanismes dits de basses énergie, comme la fission, les collisions inélastiques et la fusion incomplète. Le but de cette thèse est de caractériser ce dernier mécanisme aux différentes énergies . Ce mécanisme est bien connu à basse énergie : nous avons la formation d'un noyau composé thermalisé qui va se désexciter soit par fission symétrique, soit par évaporation de particules. l'événement détecté sera donc un résidu voire deux, associé à de sparticules légères. Le système retenu pour cette analyse était Ar + KCl à différentes énergies 32. 40, 52 et 74 MeV/u. Ces expériences ont été réalisées à l'aide du multidétecteur INDRA à Ganil (Caen). La qualité de détection d'INDRA nous a permis d'utiliser de nouvelles méthodes d'analyse, à l'aide de variables dites globales. Dans un premier temps nous les avons comparées afin de choisir la mieux adaptée à notre étude. Puis nous avons extrait de nos événéments bruts, les événements de fusion incomplète, ceci aux énergies de 32. 40 et 52 MeV/u. Il s'est avéré que la proportion de ce mécanisme était très faible à 52 MeV/u voire nulle à 74 MeV/u. Nous avons regardé les événéments à trois fragments éventuelle signatrue de la multifragmentation. Nous n'avons pas trouvé de multifragmentation instantanée accompagnée d'une énergie d'expansion radiale, la désexcitation semble être uniquement séquentielle. Mais une étude supplémentaire sera nécessaire pour conclure. D'autre part nous vons réalisé des simulations BNB, afin de confronter nos résultats expérimentaux avec un code, utilisant une résolution semi-classique de l'équation de transport de Landau-Vlasov. Nous obtenons un bon accord sur la taille du noyau composé formé. En revanche l'énergie d'excitation est mal reproduite. Le code tend à surestimer l'énergie emmenée par le prééquilibre. Le mécanisme de fusion incomplète "classique" disparaît assez rapidement avec l'énergie et ne semble pas remplacé par une multifragmentation instantanée accompagnée d'une énergie d'expansion.