Ce travail de thèse rassemble nos résultats d’étude sur l’utilisation des modes de résonance acoustique pour réaliser des capteurs distribués à base des fibres à cristaux photoniques (Photonic Crystal Fibres : PCF).Tout d’abord, nous avons démontré qu’à l’heure actuelle, il est difficile voire impossible de mesurer en rétrodiffusion les modes acoustiques transverses dans une fibre optique. Ces modes dont la fréquence est inférieure à 2 GHz, ont été mesurés dans une boucle non linéaire sur une PCF, une fibre conventionnelle et une fibre à dispersion décalée. Les différents spectres montrent une dépendance à la structure transverse des fibres.Ensuite, nous avons mis au point un réflectomètre Brillouin (Brillouin Optical Time Domain Reflectometer : BOTDR) permettant de suivre en temps réel le spectre Brillouin le long d’une fibre avec une résolution spatiale de l’ordre d’une dizaine de mètres. Il est particulièrement capable de discriminer différents modes présents dans le spectre Brillouin.La comparaison des spectrogrammes obtenus sur différentes structures transverses de fibres, confirme que l’existence de multipics Brillouin dans les PCF est liée au très petit coeur (dont le diamètre est de l’ordre de la longueur d’onde de mesure) de la fibre.Enfin, toujours dans l’optique de mieux observer le spectre Brillouin distribué, nous avons développé un outil d’analyse Brillouin vectorielle permettant de cartographier avec précision les modes Brillouin hybrides grâce à la complémentarité du spectrogramme de phase. Les mesures réalisées sur une PCF dont le diamètre varie linéairement de 3,5 µm à 2,6 µm montrent un second mode Brillouin dont la fréquence varie à raison de -118,2 MHz/µm. / This thesis deals with the results of our study on the use of acoustic resonance modesto achieve distributed sensors based on photonic crystal fibres (Photonic Crystal Fibres :PCF).First, we demonstrated that at present it is difficult to measure backscattered transverseacoustic modes in an optical fibre. These modes whose frequency is below 2 GHzhave been measured in a loop on a nonlinear PCF, a conventional fibre and a dispersionshifted fibre. The different spectra show a dependence on the fibres cross section structure.Then we developed a Brillouin reflectometer (Brillouin Optical Time Domain Reflectometer: BOTDR) to monitor in real time the Brillouin spectrum along a fibre witha spatial resolution of about a dozen meters. It is particularly capable of discriminatingbetween different modes present in the Brillouin spectrum. Comparison of spectrogramsobtained on different transverse structures, confirms that the existence of Brillouin multipeakon PCF is linked to the very small core (with a diameter of about the wavelengthof measurement) of the fibre.Finally, in order to better observe the distributed Brillouin spectrum, we have developeda vector Brillouin optical time domain analyzer for high-order acoustic modes toaccurately map the Brillouin hybrid modes with the complementary phase of the spectrogram.The measurements taken on a PCF whose diameter varies linearly from 3.5 micronsto 2.6 microns show a second Brillouin mode whose frequency varies as -118.2 MHz / um.

La désintégration bêta est impliquée dans de nombreux domaines de la physique nucléaire : physique des réacteurs, structure nucléaire… De nombreuses expériences ont permis d’étudier les propriétés de la désintégration β d’un certain nombre de noyaux, ces derniers étant de plus en plus exotiques au fur et à mesure des avancées technologiques. Mais une partie de ces données souffre de l’effet « Pandemonium ». Connu depuis les années 70, cet effet est lié à l’utilisation des détecteurs haute résolution au Germanium qui ont une faible efficacité de détection des photons de haute énergie. Il en résulte une sous-estimation de l’alimentation des niveaux de haute énergie lors du calcul de l’intensité de désintégration β. Pour pallier cet effet, on utilise une technique de détection de haute efficacité: la Spectroscopie Gamma par Absorption Totale (TAGS). Dans cette thèse, nous nous sommes focalisés sur l’étude de trois noyaux mesurés auprès de l’accélérateur IGISOL en Finlande avec le détecteur DTAS. Nous présentons les résultats expérimentaux ainsi que l’intensité bêta obtenue, et la comparons aux résultats extraits des bases de données. Cette comparaison montre qu’une quantité non négligeable d’intensité β n’était pas détectée auparavant pour les trois noyaux étudiés. Nous discutons ensuite des impacts de cette différence dans le domaine des réacteurs nucléaires, et étudions l’alimentation β des états de haute énergie dans les noyaux fils qui pourraient constituer des résonances pygmées dans ces noyaux. Des comparaisons de nos résultats expérimentaux avec un modèle microscopique de QRPA sont également présentées afin d’aider à l’interprétation des données. / Beta decay is involved in many topics in nuclear physics : reactor physics, nuclear astrophysics, nuclear structure… Many experiments have investigated the properties of beta decay of a number of nuclei, the latter being more and more exotic along with technological advances. But in some cases, data suffer from the “Pandemonium” effect. Known since the seventies, this effect is due to the use of high-resolution germanium detectors which have a very low efficiency to detect high energy photons. This may lead to an underestimation of the beta-intensity feeding the high energy levels. To overcome the problem, we use a technique with high intrinsic and geometric efficiencies: the Total Absorption Gamma-ray Spectroscopy (TAGS). In this work, we will focus on the study of three nuclei, measured at IGISOL in Finland, with the fragmented detector DTAS. We present the experimental results and the associated betaintensities, and compared them with the existing databases. This comparison shows a non-negligeable amount of beta-intensity that was not detected before for the three studied nuclei. Then we discuss the impacts of these new results on the reactor calculations (antineutrino spectra, decay heat), and analyze the β-feeding of the high energy levels in the daughter nuclei to study Pygmy Dipole Resonances (PDR or low lying resonances). Lastly, our experimental β-strengths are compared with the Gamow-Teller strengths obtained with a QRPA model.

Le développement de systèmes d'imagerie magnétique à l'échelle nanométrique a été au coeur de nombreuses avancées scientifiques, en nanomagnétisme notamment. Une partie des enjeux actuels se portent sur des matériaux ne présentant des propriétés magnétiques qu'à basse température. L'imagerie dans ces conditions impose donc une augmentation des contraintes sur les dispositifs préexistants, majorant ainsi les enjeux expérimentaux. Ces dernières années ont vu le développement de microscopes de champ magnétique à balayage basés sur la résonance du spin électronique du centre NV, un centre coloré du diamant. Ces dispositifs, combinant une grande sensibilité et une excellente résolution spatiale en champ magnétique, ont apporté de nombreux résultats pour la communauté du nanomagnétisme à température ambiante. Cette technique repose sur la mesure d'un déplacement Zeeman entre deux sous-niveaux du spin électronique d'un centre NV unique et peut être adaptée à température cryogénique, portant ainsi de nombreuses promesses dans l'imagerie résolue et sensible de champ magnétique. Cette thèse décrit la réalisation d'un tel microscope à température cryogénique.Dans un premier temps, nous présenterons le contexte dans lequel se place ce travail, notamment concernant l'étude des parois de domaines magnétiques, concept très étudié ces dernières années dans l'optique de réaliser des applications dans le domaine des mémoires magnétiques. Après avoir discuté de quelques techniques d'imagerie magnétique à température cryogénique, nous présenterons l'utilisation du centre NV comme capteur magnétique. Le chapitre 2 sera dévoué à la présentation du développement expérimental à température cryogénique ainsi que des techniques d'imagerie accessibles avec ce dispositif. Le magnétomètre à centre NV à température cryogénique sera ensuite utilisé pour l'étude de (Ga,Mn)(As,P), un semiconducteur ferromagnétique porteur d'espoirs en vue du développement d'architectures de mémoires performantes. Nous présenterons les premières imageries de parois de domaines ainsi que l'étude de l'homogénéité de l'aimantation à saturation dans ce matériau. La dernière partie du manuscrit sera allouée à l'étude des processus mis en jeu dans la relaxation du centre NV dans les nanodiamants, dans l'optique de l'utiliser comme capteur de champ fluctuants. / The development of magnetic imaging systems at the nanoscale has been of central importance for many scientific advances, in particular in nanomagnetism Part of actual challenges are displaced towards materials displaying magnetic properties only at low temperatures. Imaging in these conditions creates new constraints on pre-existing techniques, which increases experimental challenges. These last years have seen the development of scanning magnetic field microscope based on the electron spin resonance of the NV center, a colored center in diamond. These devices, combining great sensitivity and excellent spatial resolution, have brought great results in nanomagnetism at room temperature. This technique relies on the mesure of the Zeeman displacement between two sublevels of the electronic spin of a unique NV center, and it can be adapted at cryogenic temperatures, bringing thereby several hopes in sensitive and resolved magnetic imaging. These thesis describes the implementation of such a microscope, at cryogenic temperatures.In the first chapter, we will present the context of this work, especially concerning the study of magnetic domain walls, a concept studied these last years for magnetic memories applications. After discussing few magnetic imaging techniques at cryogenic temperatures, we will discuss how to use the NV center as a magnetic sensor. The second chapter will be devoted to the experimental development of this magnetic microscope as well as the different imaging techniques used in this work. Our NV center magnetometer will then be used to study (Ga,Mn)(As,P), a ferromagnetic semiconductor displaying very interesting properties towards high-performance memory architectures. We will show the first domain wall images along with a study of the homogeneity of the magnetization in this material. The last part of the manuscript will be dedicated to the study of the processes at stake in the relaxation of NV centers in nanodiamonds in the prospect of using it as a fluctuating magnetic fields sensor.

L’être humain est un être de relation. Il naît et grandit en lien avec l’autre, et ce n’est que graduellement que s’établit un « je », un « tu » et, dans une spirale continue, à la fois le rapport à soi et à autrui. La relation se fonde donc sur le lien intersubjectif et la communication s’active au gré des résonances qui font écho au vécu des différentes personnes en contact les unes avec les autres. De la naissance à la mort, la personne sera constamment et immédiatement renvoyée à l’expérience du « nous », du soi, de l’autre et du lien qui les unit. L’expérience d’un « nous » englobe ce que chacun transporte dans l’instant de rencontre et révèle la singularité du moment. Ceci s’applique à toutes les situations, et en particulier au processus de psychothérapie et de supervision. L’objet de la présente recherche est précisément de démontrer l’existence et les contours de la réalité intersubjective et des résonances mutuelles qui prennent place au cours de séances de thérapie et de supervision. La présente étude explorera donc plus finement, en tenant compte du discours et des associations intérieures des protagonistes, les processus intersubjectifs et les résonances qui s’opèrent entre le client, le thérapeute et le superviseur. Bien que le savoir clinique reconnaisse aujourd’hui que l’intersubjectivité opère en thérapie et en supervision, les recherches empiriques sur les processus et les formes que prennent les mouvements d’intersubjectivité et de résonances qui se produisent à l’occasion de ces interactions, sont limitées. Car si la valeur intersubjective de la psychothérapie et de la supervision est aujourd’hui reconnue, l’explicitation de la nature des processus intersubjectifs en jeu reste à faire. Dans cette recherche exploratoire, l’auteur suit pas à pas, à l’aide du verbatim des séances et des impressions ou échos personnels subséquents des protagonistes, le fil des interactions intersubjectives et le jeu des résonances personnelles qui s’instaurent entre un client, un thérapeute et un superviseur au fil de dix rencontres de thérapie et de supervision. La méthodologie est qualitative et l’approche, phénoménologique et inductive. Les analyses sont séquentielles et portent sur deux niveau : un niveau macroscopique visant à faire ressortir les mouvements intersubjectifs et un niveau microscopique visant à faire émerger le sens et la nature des résonances. Il en ressort que le jeu des influences mutuelles et bidirectionnelles est présent tout au long du processus de thérapie et de supervision. À partir de ce constat, des commentaires sont émis au sujet des interinfluences qui prennent place tout au long des processus de thérapie et de supervision.

Le rappel d'une douleur passée est souvent utilisé par les professionnels de la santé afin d'évaluer la progression d'une douleur clinique et l'efficacité des moyens mis en place pour la traiter. Hors, le rappel d'une douleur est rarement précis et ceci représente une entrave majeure au processus décisionnel du traitement de la douleur clinique. À ce jour, on ignore toujours les mécanismes neuronaux engagés dans la formation de la mémoire d'une douleur et ceci est regrettable puisqu'aucune disposition ne peut être prise pour favoriser le rappel précis de la douleur. Il est aujourd'hui bien documenté que les mécanismes cérébraux engagés au moment de l'encodage mnésique sont essentiels dans la formation de la mémoire à long terme. En se basant sur ces résultats, nous avons postulé que l'activité cérébrale engagée au moment de l'encodage d'une douleur pourrait permettre de prédire la précision du rappel à long terme de cette douleur. Des stimulations électriques transcutanées, provoquant des sensations non-douloureuses et douloureuses, ont été administrées chez 21 participants en santé tout en procédant à l'enregistrement de leur activité cérébrale par la technique d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Le rappel de la douleur a été évalué deux mois plus tard. La différence entre le rappel de la douleur et l'intensité de la douleur a constitué la variable dépendante principale, soit le score de précision du rappel de la douleur (PRD). Ces scores ont été rectifiés, de façon à ce que de faibles scores représentent un rappel précis de la douleur et de hauts scores représentent un rappel imprécis de la douleur. La douleur expérimentale a provoqué l'activation des régions classiquement associées au traitement et à la perception de la douleur, soit les cortex somatosensoriels primaires et secondaires, le cortex insulaire, le thalamus, le cortex cingulé antérieur et le cervelet (Z > 2.4, p < 0.05). L'analyse corrélationnelle principale a démontré que les scores de PRD étaient significativement et négativement associés à l'activité de l'insula dorso-antérieure gauche à l'encodage (r = -0.7549, p < 0.05 après correction pour mesures répétées). Aucune association similaire n'a été observée pour les stimulations électriques non-douloureuses. L'insula dorso-antérieure est traditionnellement associée à la saillance émotionnelle, l'interoception et la pertinence personnelle relative à une expérience. Puisque la précision du rappel est associée l'activité insulaire et qu'il a été démontré que le rappel d'un évènement qui nous concerne personnellement est plus précis, il est possible que le rappel d'une douleur passée soit plus précis lorsque la sensation ou le contexte a une importante signification émotionnelle ou personnelle.

La résonance de plasma Josephson (JPR) nous permet d'évaluer la distance moyenne rw des excursions thermiques relatives de deux vortex bidimensionnels consécutifs sur la même ligne de flux, dans le supraconducteur lamellaire Bi2Sr2CaCu2O8+d (BSCCO). Ici, on a déterminé rw dans le solide de vortex dans des monocristaux de BSCCO sous-dopés, à l'aide de mesures expérimentales de la JPR en utilisant la perturbation de cavité résonante et la méthode bolométrique. Dans les échantillons vierges, sous faible champ magnétique, la dépendance en température T et en champ B de rw s'explique par le rôle dominant de la tension de ligne et sa renormalisation par les fluctuations thermiques. Celles-ci provoquent son amollissement, conduisant à la transition de phase du premier ordre entre le solide et le liquide de vortex. On observe une dépendance rw(T,B) identique dans les cristaux irradiés aux ions lourds, pour B << Bf , validant une description en terme de 'supraconducteur discret' du matériau.

Durant cette thèse nous avons caractérisé et amélioré une nouvelle source de rayons X avec unplasma ECR (résonance cyclotronique électronique) permettant de générer des électronsénergétiques de 10 à 120 keV, qui vont ensuite produire le rayonnement X par freinage(bremsstrahlung). Les améliorations de l’installation ont permis d’obtenir une source stable, pouvantfonctionner une journée entière de travail (huit heures) sans arrêt. Dans la première partie de l’étudeexpérimentale on a étudié et déterminé les paramètres optimaux de la source : la pression, lapuissance micro-onde et la configuration magnétique sur le rayonnement X du plasma. Nous avonségalement confirmé la localisation des électrons énergétiques sur un anneau due à la configurationmagnétique. L’intensité trop faible et la zone d’émission non ponctuelle du rayonnement plasma, nepermettant pas l’utilisation de la source à plasma, une cible a été insérée sur la trajectoire desélectrons énergétique pour résoudre ces deux problèmes.Le principal avantage de notre source par rapport aux tubes X, est l’absence de haute tension (20 à400 kV). Pour chauffer les électrons, nous utilisons une onde de 2,45 GHz, qui est la fréquenceindustrielle autorisée dans les fours à micro-ondes, délivrée par un magnétron. Les éléments simplesqui composent notre source donne un coût plus faible qu’un système classique de tubes X, dûprincipalement au prix élevé du générateur HT pour les tubes X. De plus, nous n’avons pas besoind’un vide très poussé car, à la différence des tubes X, la source ECRX fonctionne avec une pressionrésiduelle de 0,1mPa. Et enfin notre source est compacte ce qui la rend facilement transportable. Lesapplications de cette source sont nombreuses comme la radiologie, la stérilisation et le contrôle nondestructif industriel. / During this thesis we have characterised and developed a new X-ray source with an ECR plasma(electron cyclotron resonance) generating energetic electrons from 10 to 120 keV, which will emit adeceleration radiation (the Bremsstrahlung). The improvements of the installation permit to obtain astable source, which can work during one day (eight hours) without stop. In first part of theexperimental study we have studied and determined the optimal parameters of the source: pressure,micro-wave power and the magnetic configuration on the X radiation of the plasma. We also confirmedthe localisation of the energetic electron on a ring due to the magnetic configuration. The low intensityand the non punctual emission size of the X radiation, don’t allow the use of the source, so a target isinserted in the trajectory of the energetic electron to solve these two weaknesses.The main advantage of our source compared with X-ray tubes, is the absence of high voltage (20 to400 kV). For heating the electron, we use a 2,45 GHz wave, that is the industrial frequency authorizedfor the micro-wave oven, delivered by the magnetron. The simple elements that compose our sourceare less expensive than the classical X-ray tubes, due to mainly the high cost of the X-ray generator.Moreover, we don’t need a high vacuum, mandatory for the X-ray tubes; an ECRX operates at aresidual pressure of 0,1 mPa. And finally, we have a compact source. Applications will be various frommedical, like radiological, sterilization, to non-destructive industrial control.

Les métamatériaux, de par leurs propriétés originales de dispersion, sont de plus en plus étudiés. Cette thèse s’inscrit dans ce contexte en mettant un accent particulier sur les structures composites équilibrées, de faibles pertes, l’agilité et les résonances de Mie. Une structure dont le motif élémentaire a la forme d’une lettre oméga est proposée en satisfaisant la condition d’équilibre. La mesure expérimentale confirme une bande passante de 8 à 16 GHz avec un point d’indice nul à 13.6 GHz. Un raisonnement identique est appliqué afin de fabriquer un prototype fonctionnement en bande millimétrique. La bande main gauche est observée aux alentours de 80 GHz avec de faibles pertes d’insertion (0.5dB/cellule). L’agilité de cette structure peut être réalisée à l’aide de cristaux liquides nématiques. Des résonateurs à anneaux fendus (SRR) ont été rendus agiles par ce biais et montrent un décalage fréquentiel du pic de résonance d’environ 300 MHz par l’application d’un champ magnétique extérieur. Par la suite, la commande d’un prototype « main gauche » est aussi effectuée. Enfin, les résonances de Mie à travers des cubes de Ba0.5Sr0.5TiO3 (BST) sont étudiées afin de créer une particule magnétique isotrope. Cette voie permettant de synthétiser le magnétisme artificiel, une application d’amélioration de la directivité des antennes est ici montrée. De plus, un dispositif d’invisibilité en technologie « tout diélectrique » est étudié par calcul numérique. / Recently, metamaterial has attracted much attention due to unique property such as negative index. This thesis is devoted to various aspects of this field: left and right handed balanced structure, low loss, tunability and Mie resonance based metamaterial. An omega-like left and right handed balanced metamaterial was proposed following the guideline of equality of magnetic and electric plasma frequency. It is shown that this metamaterial exhibits a broad passband from 8.0 - 16.0 GHz with a transition frequency at 13.6 GHz between negative and positive index branches. Then, an omega-type left handed metamaterial (LHM) operating at millimeter wavelengths was fabricated. The left handed passband centered around 80 GHz was observed. The low insertion loss of -0.5 dB/cell may meet requirement of practical application. We studied tunable metamaterial based on nematic liquid crystal. Magnetically tunable split ring resonator shows a resonance dip shift of 300 MHz under external magnetic field. Then a tunable LHM was fabricated. Effective index variation of 0.25 arising from liquid crystal reorientation was found. Finally, we investigated Mie resonance based dielectric resonator and its related application. Ba0.5Sr0.5TiO3 (BST) cube exhibits isotropic magnetic resonance for tilted incidence. Besides, a thin layer of BST cubes can perform as an artificial magnetic conductor (AMC) due to in-phase reflection around magnetic resonance. Such an AMC enhances directivity of antenna more than two times. In addition, a full dielectric cloak was also demonstrated numerically by radically positioning BST rectangular bricks.

Cette thèse a pour objectif de parvenir à une estimation automatisée des contours du ventricule gauche sur des images IRM en coupes petit-axe, nécessitant un minimum d’interventions de la part de l’utilisateur. En s’appuyant sur une approche semi-automatique récemment développée, une méthode entièrement automatique est proposée, reposant sur la localisation des structures cardiaques et la création d’une région d’intérêt autour du ventricule gauche, puis la segmentation de sa cavité. L’algorithme a été développé en prenant en compte des connaissances anatomiques et fonctionnelles sur le cœur : les caractéristiques temporelles du battement cardiaque, la pseudo-circularité des coupes petit-axe du ventricule gauche, la continuité 3D qui ont été combinées à l’intensité dans les images. La segmentation utilise une approche fondée sur les contours actifs combinée à un filtrage morphologique qui améliore la robustesse de la segmentation vis-à-vis des hétérogénéités au sein de la cavité. Le travail réalisé avec le groupe MedIEval (MedicalImaging Evaluation) a permis de comparer les deux méthodes avec 6 autres méthodes, dont 3 tracés d'experts. Une classification par une approche d’évaluation sans référence a été appliquée à la fraction d’éjection estimée par les 8 méthodes. Enfin, la méthode de segmentation proposée a été utilisée systématiquement dans une étude de recherche clinique combinant l’étude de la contraction régionale et la quantification de la transmuralité de l’infarctus du myocarde. Ces travaux ouvrent des perspectives, sur l’automatisation de la segmentation du ventricule droit et l’estimation d’une forme mutuelle robuste à partir de plusieurs segmentations. / The aim of this work is to perform an automated segmentation of the Left Ventricle on short-axis cardiac MR images with as few user interactions as possible. Based on a recently developed semi-automated segmentation method, a fully automated segmentation method is proposed that includes three main steps: the heart localization, the definition of a region of interest around the left ventricle, and finally its segmentation. The algorithm developed here takes into account anatomic and functional a priori information such as the temporal features of the heartbeat, the pseudo-circular shape of the LV, and the 3D continuity, combined with the image intensity features. The segmentation process is achieved using deformable models combined with morphological filters, which improve the model performances when dealing with heterogeneous gray levels within the cavity. The work achieved within the MedIEval group (Medical Imaging Evaluation) allowed to compare both proposed methods with 6 other methods, including 3 manual delineations by experts. In particular, an approach for ranking segmentation methods without using a gold standard was applied to the ejection fractions estimated by the 8 methods. Finally, the proposed segmentation method was used in a clinical research work about the regional contraction and thequantification of the myocardial infarction extent.Future work includes the automated segmentation of the right ventricle as well as the estimation of a robust mutual shape from several segmentation methods.

Le sujet de cette thèse est la recherche de signaux de physique au-delà du modèle standard,dans le canal de désintégration en deux photons, dans les collisions proton-proton enregistrées par le détecteur ATLAS à des énergies dans le centre de masse de √s = 8 TeV en 2012 et√s = 13 TeV en 2015 et 2016.Une étude de faisabilité de la recherche d’un boson pseudo-scalaire A se désintégrant en un boson Z et un boson de Higgs d’une masse de 125 GeV est présentée. Cette étude est effectuée dans le contexte de modèles prédisant deux doublets de Higgs. L’état final recherché est constitué de deux jets hadroniques et deux photons et les données utilisées sont celles enregistrées en 2012 `a √s = 8 TeV, correspondant `a une luminosité intégrée de 20.3 fb−1. La sensibilité attendue est comparable `a celle atteinte avec une autre recherche effectuée dans la collaboration ATLAS, basée sur l’état final constitué d’une paire d’électrons ou muons et d’une paire de leptons τ . En revanche, elle est inférieure à celle des études dans lesquelles le Higgs est recherché dans sa désintégration en une paire de quarks beaux.La recherche de nouvelles résonances de haute masse se désintégrant en deux photons dans les collisions `a 13 TeV est également présentée. Les échantillons analysés correspondent à des luminosités intégrées de 3.2 fb−1 en 2015 et 12.2 fb−1 en 2016. Deux études sont développées :l’une est optimisée pour la recherche, aussi générale que possible, d’une particule de spin 0; la seconde cible une particule de spin 2 telle que le graviton prédit par le modèle de Randall-Sundrum. Une attention particulière est portée `a la compréhension et la paramétrisation de la forme de la résonance dans l’hypothèse où celle-ci aurait une largeur naturelle non négligeable.L’analyse des données enregistrées en 2015 conclut `a l’observation d’un léger excès autour d’une masse de 750 GeV, d’une largeur d’environ 45 GeV, et dont la significativité statistique locale est estimée à 3,9 et 3,8 écarts standard selon le spin de la résonance recherchée. La significativité globale est estimée à 2,1 écarts standard. L’analyse des données enregistrées en 2016 ne mène à l’observation d’aucun excès significatif. Des limites sur le produit de la section efficace de production d’une résonance par le taux de désintégration en deux photons sont établies : pour une résonance de spin nul, elles vont de 12 fb (51 fb) `a une masse de 200 GeV `a 0,2 fb (0,3 fb)`a 2400 GeV, dans l’hypothèse d’une largeur naturelle de 4 MeV (10% de la masse). Une étude de la reconnaissance des photons se convertissant en une paire électron-positon avant d’interagir avec les calorimètres, basée sur la forme de la gerbe électromagnétique détectée est également documentée. Cette étude a deux objectifs : d’une part, améliorer l’identification des photons convertis dans le contexte de taux d’empilement élevés ; d’autre part, fournir une méthode d’identification basée sur des informations indépendantes (calorimétriques) de celles utilisées par la méthode standard (trajectoires des particules chargées) afin d’évaluer les performances de cette dernière. / This thesis reports on the search for new physics in the diphoton decay channel with the protonprotoncollision data collected by ATLAS at a centre-of-mass energy of √s = 8 TeV in 2012and √s = 13 TeV in 2015 and 2016.A feasibility study of the search for a pseudoscalar A decaying to a Z boson and a 125 GeVHiggs boson in the context of an extended Higgs sector, namedly the two-Higgs-doublet models,is presented. The search is performed with a final state of two jets and two photons using20.3 fb−1 of data at √s = 8 TeV. The expected sensitivity is found to be competitive with theanalysis with a final state of two electrons or muons and two τ leptons, but less sensitive to theother searches with the Higgs decaying to a pair of b-quarks.Search for high mass resonances decaying to two photons at √s = 13 TeV is also presented.The analysed dataset corresponds to an integrated luminosity of 3.2 fb−1 in 2015 and 12.2 fb−1in 2016. Two searches are performed: one optimised for a generic spin-0 particle, and theother for a spin-2 particle using Randall-Sundrum graviton model as benchmark. Particularattention is paid to the understanding and the parameterisation of the line shape of a largewidthresonance. In the search using the collision data recorded in 2015, a moderate excess wasobserved at a diphoton invariant mass around 750 GeV with a best-fit width of around 45 GeV,corresponding to a local significances of 3.8-3.9 standard deviations, depending on the spin ofthe resonance being searched for. The global significances are estimated to be 2.1 standarddeviations. The search is updated with 2016 data and no significant excess is observed. Limitson the production cross-section times branching ratio to two photons for the two resonancetypes are reported: for a spin-0 resonance, the fiducial cross-section ranges from 12 fb (51 fb) at200 GeV to 0.2 fb (0.3 fb) at 2400 GeV, with the narrow (10% of the mass) width hypothesis.A part of this document is also devoted to the study of photons that convert into electronpositronpairs before entering the calorimeter using their electromagnetic shower information.The conversion study has two objectives: improving the identification of photon conversion athigh pile-up rate and providing an orthogonal classification method to assess the performanceof the standard track-based algorithm.