Le projet SPIRAL2 permettra de produire au GANIL des faisceaux radioactifs et stables très intenses. Repoussant les limites actuelles de nos connaissances, il constitue une opportunité pour de nombreux domaines de la physique nucléaire. Le Super Séparateur Spectromètre S3 et son système de détection au plan focal SIRIUS ont été conçus afin de tirer le meilleur parti de ces faisceaux stables intenses notamment au profit des recherches sur les éléments N=Z proches de l'étain-100 et des noyaux super lourds. Ce travail de thèse portent sur les détecteurs silicium Tunnel de SIRIUS, avec d'un côté des simulations GEANT4 de l'ensemble de SIRIUS et d'un autre côté son pendant expérimental avec l'étude des prototypes des Tunnel de SIRIUS. Les simulations ont permis, outre la caractérisation de l'efficacité de détection et des limites induites en terme de conception mécanique, de mettre en lumière le bond en avant permis par l'avènement de détecteurs silicium presque sans zones mortes. La partie dédiée aux manipulations commence par la présentation du banc de test mis en place à l'IPHC pour recevoir et tester les détecteurs prototypes et pré-série. Le détecteur Tunnel est également présenté dans son contexte scientifique et technique. Les études des prototypes de détecteurs Tunnel et les résultats obtenus sont détaillés. Enfin, l'évolution vers les détecteurs de série est présentée sur la base des améliorations réalisées et constatées pour le détecteur de pré-série. / The SPIRAL2 project will enable the production at GANIL of very intense radioactive and stable beams. Pushing the present-day limits of knowledge, it represents an opportunity for several fields of nuclear physics. The Super Separator Spectrometer S3 associated to its focal-plane detection system SIRIUS will take the best possible benefit of these intense stable beams especially for researches on the N=Z nuclei close to Tin-100 and on the super heavy elements. This thesis is dedicated to the SIRIUS Tunnel silicon detectors, with GEANT4 simulations and their corresponding experimental study of the SIRIUS Tunnel detectors prototypes. In addition to the detection efficiency characterization and the setting of corresponding limits on mechanical conceptual drawings, the simulations have enabled to shed light on the major forward step brought by zero dead-layer silicon detectors. The section dedicated to the manipulations starts with the presentation of the test bench set up at IPHC in order and test the prototypes and pre-series detectors. The Tunnel detector is also presented in its scientific and technical context. The Tunnel detector prototypes studies and the results obtained are detailed. Finally, the evolution toward series detectors is presented on the basis of the improvements done with the pre-series detector.

Le projet SPIRAL2, en phase de construction au GANIL à Caen, viendra augmenter les capacités de production et d'accélération de l'actuelle installation SPIRAL. Cette extension consiste en la construction d'une zone de production d'isotopes radioactifs associée à un accélérateur linéaire supraconducteur. Ce dernier permet l'accélération de faisceaux de deutons de 5 mA à 40 MeV ainsi que d'une grande variété d'ions (protons, deutons, ions ayant un rapport charge/masse de 1/3) jusqu'à une énergie de 14.5 MeV/u et un courant de 1 mA. Le taux de fission visé (~ 1014 fissions/s) ainsi que cette grande polyvalence d'accélération sont rendus possible grâce à l'utilisation de la technologie supraconductrice. L'étude, la conception et l'intégration des modules accélérateurs supraconducteurs de la partie haute énergie ont été effectuées à l'Institut de Physique Nucléaire d'Orsay (IPNO). Le travail de thèse présenté ici s'inscrit dans ce contexte. Dans un premier temps, les cavités accélératrices supraconductrices de type quart-d'onde ont été validées et caractérisées d'un point de vue électromagnétique et mécanique en cryostat de qualification (-269 °C). Par la suite, un module accélérateur totalement équipé a été qualifié en configuration dite « machine ». Des études plus spécifiques ont également été menées sur l'effet 100K, les microphonies et la caractérisation du système d'accord en fréquence par plongeur mobile, système novateur pour les cavités supraconductrices. La validation des performances du module accélérateur à travers ce travail de thèse a donné lieu au lancement de la phase de fabrication des cavités accélératrices et des cryomodules.